第4章 換能器

1、第四章 換能器1234電能化學(xué)能5678910111213141516171819n工作狀態(tài)的化學(xué)電池工作狀態(tài)的化學(xué)電池同時(shí)同時(shí)發(fā)生發(fā)生三個(gè)過程三個(gè)過程：兩個(gè)電極表面分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)電極表面分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)電子流過外電路電子流過外電路離子流過電解質(zhì)溶液離子流過電解質(zhì)溶液202122H+ H2(g) Pt23 24 無法測(cè)定單個(gè)電極的絕對(duì)電極電位；電極電位是相對(duì)的。 規(guī)定：規(guī)定：將標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為負(fù)極與待測(cè)電極組成電池，電位差即該電極的相對(duì)電極電位，比標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電位高的為正，反之為負(fù)。 例例1：Pt | H2(101325 Pa ), H+(1 mol/L) | Ag

2、2+(1 mol/L)|Ag 電位差：+0.799 V； 銀電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位：+0.799 V。 可以采用標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)，也可以采用作為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電極的銀-氯化銀電極和甘汞電極。原電池的電動(dòng)勢(shì)原電池的電動(dòng)勢(shì) E池池 正正 負(fù)負(fù) 陰陰 陽(yáng)陽(yáng) 界面界面 界面界面 c1 鹽橋鹽橋 c2 界面界面 電池符號(hào)：電池符號(hào)：27n 28半反應(yīng)半反應(yīng)半反應(yīng)半反應(yīng) (Ox/Red) (Ox/Red) 29 氧化劑氧化劑n n e e 還原劑還原劑303132 1.36V , (aq)Cl e(g)Cl21 1.36V , (aq)2Cl 2e)g(Cl22EE33Cl22+3Zn+2e-Zn-0.7628

3、-0.44020.00000.3370.5350.7701.0851.3583Fe2 +2e-+Fe+ 2e-2 +H2+ 2e-+H2NiNi-0.23+ 2e-2 +CuCu+ 2e-I2I-2Fe2 + 2e-FeBr2(l)Br-+ 2e-2+ 2e-2Cl-氧化型還原型+ne- /V氧化型的氧化性增強(qiáng)還原型的還原性增強(qiáng)22343536CuZnln22 nFRTEE37baedBAEDlnnFRTEEbaedBAEDlg05920n.EE38lg0.0592還原劑還原劑氧化劑氧化劑n Znlg0.05922nCulg0.05922nZnlg0.0592Culg0.059222nnECu

4、Znlg0.0592)(22nE394041工作電極工作電極對(duì)電極對(duì)電極電化學(xué)工作站電化學(xué)工作站參比電極參比電極1)參比電極參比電極： 用來提供電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)的電極。一個(gè)理想的參比電極應(yīng)具備以下條件：能迅速建立 熱力學(xué)平衡電位，這就要求電極反應(yīng)是可逆的。電極電位是穩(wěn) 定的，能允許儀器進(jìn)行測(cè)量。 標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極：基準(zhǔn)，電位值為零。 甘汞電極甘汞電極 電極反應(yīng)：Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl- 半電池符號(hào)：Hg, Hg2Cl2(s), KCl 電極電位(25)：)Cl(lg059. 0)Cl()Hg()ClHg(lg2059. 0OCl/HgHgCl/HgHg2222OCl/H

5、gHgCl/HgHg222222aEEaaaEE0.1mol/L 甘汞電極標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極(NCE)飽和甘汞電極(SCE)KCl 濃度 0.1 mol / L 1.0 mol / L 飽和溶液電極電位（V） +0.3365 +0.2828 +0.2438銀銀-氯化銀電極氯化銀電極 銀絲鍍上一層AgCl沉淀,浸在一定濃度的KCl溶液中即構(gòu)成了銀-氯化銀電極。 電極反應(yīng)：AgCl + e- = Ag + Cl- 半電池符號(hào)：Ag，AgCl(s)，KCl 電極電位(25)： EAgCl/Ag = EAgCl/Ag- 0.059lgaCl-2) 工作電極或指示電極工作電極或指示電極工作電極的作用是指示與被測(cè)物質(zhì)的濃度相關(guān)的電極電位。指示電極對(duì)被測(cè)物質(zhì)的指示是有選擇性的，一種指示電極往往只能指示一種物質(zhì)的濃度，因此，用于電位分析法的指示電極種類很多。453) 輔助電極或?qū)﹄姌O輔助電極或?qū)﹄姌O輔助電極是提供電子傳導(dǎo)的場(chǎng)所，與工作電極組成電化學(xué)池，形成電子通路，但電極反應(yīng)不是所需的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)通過電化學(xué)池的電流很小時(shí)，一般由工作電極和參比電極組成測(cè)量電池。但是當(dāng)通過的電流很大時(shí)，參比電極不堪負(fù)荷，其電勢(shì)不再穩(wěn)定，此時(shí)需要引入輔助電極構(gòu)成三電極系統(tǒng)，以測(cè)量或控制工作電極的電勢(shì)。一般由惰性金屬制成。自由電子作定向移動(dòng)而導(dǎo)