可逆電池的電動(dòng)勢(shì)及其應(yīng)用資料

1、第七章可逆電池的電動(dòng)勢(shì)及其應(yīng)用7.1電化學(xué)中的基本概念和電解定律7.1.1電化學(xué)中的基本概念1、導(dǎo)體的分類（1）第一類導(dǎo)體：又稱電子導(dǎo)體，如金屬、石墨等第一類導(dǎo)體的特點(diǎn)是：自由電子做定向移動(dòng)而導(dǎo)電導(dǎo)電過(guò)程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化溫度升高，電阻也升高導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)（2）第二類導(dǎo)體：又稱離子導(dǎo)體，如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等第二類導(dǎo)體的特點(diǎn)是：正、負(fù)離子做反向移動(dòng)而導(dǎo)電導(dǎo)電過(guò)程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生溫度升高，電阻下降導(dǎo)電總量分別由正、負(fù)離子分擔(dān)固體電解質(zhì)，如 AgBr 2、 PbI2 等，也屬于離子導(dǎo)體，但它導(dǎo)電的機(jī)理比較復(fù)雜，導(dǎo)電能力不高，本章以討論 電解質(zhì)水溶液 為主。2、電池的陰、陽(yáng)極及正、負(fù)極

2、的規(guī)定電化學(xué)中規(guī)定：發(fā)生氧化反應(yīng)的電極稱為陽(yáng)極，失電子，如：發(fā)生還原反應(yīng)的電極稱為陰極，得電子，如：物理學(xué)上根據(jù)電源的兩電極電勢(shì)的高低：電勢(shì)高的電極稱為正極；電勢(shì)低的電極稱為負(fù)極。2、原電池中的電極反應(yīng)、電池反應(yīng)及電池圖式Zn s Zn2 (aq) 2e 氧化，失電子 Cu2 aq 2e Cu(s) 還原，得電子書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)的要求：必須滿足物質(zhì)的量平衡和電量平衡；離子或電解質(zhì)溶液應(yīng)標(biāo)明活度；氣體應(yīng)標(biāo)明壓力；純液體或純固體應(yīng)標(biāo)明相態(tài)。電池圖式：用一簡(jiǎn)單的符號(hào)來(lái)表示一個(gè)實(shí)際的電池裝置的圖式。如Cu-Zn電池的電池圖式表示為：Zn(s) ZnSO4(1mol kg-1 ) CuSO4(1m

3、ol kg-1) Cu(s)在原電池電池圖式中規(guī)定：在紙面上陽(yáng)極（負(fù)極）寫在左邊，陰極（正極）寫在右邊；按電極反應(yīng)式順序從左到右排列各相的物質(zhì)、組成及相態(tài)；用單垂線“”表示相與相間的界面；用雙垂線“”表示已用鹽橋消除了液體接界電勢(shì)的兩液體接界。3、鹽橋液體接界電勢(shì)（擴(kuò)散電勢(shì)）是由于離子擴(kuò)散速度不同而產(chǎn)生的，擴(kuò)散是熱力學(xué)不可逆過(guò)程，因此液體接界電勢(shì)的存在能使 電池的可逆性 遭到破壞，應(yīng) 盡可能消除電池中的液體接界電勢(shì) 。為降低或消除雙液電池的液接電勢(shì)，在兩電解質(zhì)溶液間設(shè)置的 濃度高且正、負(fù)離子遷移數(shù)相近的電解質(zhì)溶液”橋” ，稱鹽橋 。鹽橋使兩電解質(zhì)溶液不直接接觸、不能與電極物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)、又使電路

4、溝通。一般用凍狀瓊脂固定飽和的 KCl 、KNO 3 或 NH 4NO3 溶液裝在 U 型管中倒置在雙液電池中。 鹽橋不能完全消除液接電勢(shì)，只能減少到可忽略程度 。4、電極的類型只有一個(gè)相界面的電極1）金屬電極 ：金屬電極是將金屬浸在含有該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成。符號(hào)： M z+(a)M(s)電極反應(yīng)： M z+ (a) +zeM如： Zn2+(a)Zn(s) ; Ag+(a)Ag(s)對(duì)于與水有強(qiáng)烈作用的金屬，如 Na、K 等，必須將其制成汞齊才能在水中成為穩(wěn)定的電極，且電極上必須寫明金屬在汞齊中的活度。2）氣體電極（氫電極、氧電極、鹵素電極） :氣體電極是將被單質(zhì)氣體沖擊著的鉑片浸入在由

5、單質(zhì)氣體離子組成的溶液(a)中而構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)氫電極是把鍍有鉑黑的鉑片浸入在 aH+ = 1 的溶液中，并以 p 的干燥氫氣不斷沖擊到鉑電極上構(gòu)成。電極結(jié)構(gòu)： H+(aH+ = 1)H2(p) Pt電極反應(yīng)為： H+12 ）(a) +e2H (p0，即 E ( H+/H2)=0 V 。IUPAC 規(guī)定其電位作為電極電位的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)為又如： Cl (a) Cl 2(p) Pt ； OH (a) O2(p)Pt有兩個(gè)相界面的電極3）微溶鹽電極：將金屬表面覆蓋一薄層該金屬的一種微溶鹽，浸入含有該微溶鹽負(fù)離子的溶液中而構(gòu)成的，它對(duì)微溶鹽的負(fù)離子可逆。符號(hào)： M(s) M 微溶鹽 (s)微溶鹽負(fù)離子如：甘汞電

6、極： Hg(l) Hg22 Cl (s)Cl(a)電極反應(yīng)： Hg2 2(s)+2e 2Hg(l)+2ClCl(a)甘汞電極非常穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)測(cè)定電極電勢(shì)時(shí)常用做參比電極。（ 4）微溶氧化物電極：H+或 OH-的溶液中而構(gòu)成。是將金屬表面覆蓋一薄層該金屬的氧化物，浸在含有符號(hào)： M(s) M xOy(s)(金屬氧化物 )OH(a) OR H +(a) 電極如：汞 -氧化汞電極： Hg(l) HgO(s)OH (a)電極反應(yīng)為： HgO(s) + H2O + 2eHg(l) + 2OH (a)氧化還原電極（ 5）氧化還原電極：是將一片惰性金屬插入含有二種不同價(jià)態(tài)的同種離子溶液中構(gòu)成，惰性金屬電極片只

7、起傳導(dǎo)電流作用，不參與電極反應(yīng)。符號(hào)： M z+(a)Mz+(Pt或z-z-(a)Pt如： Fe3+a)X(a)X2+)(a)2+)電極3+Fe(a4Pt電極反應(yīng)： Fe (a) + eFe(a)如： MnO 42442(a) MnO(a)Pt 電極電極反應(yīng)： MnO(a) + eMnO (a這種電極的還原態(tài)和氧化態(tài)物質(zhì)的活度可以改變。5、電池表示式與電池反應(yīng)互譯1）由電池表示式寫出對(duì)應(yīng)的電池化學(xué)反應(yīng)可分別寫出左側(cè)電極發(fā)生的氧化反應(yīng)，右側(cè)電極發(fā)生的還原反應(yīng)，然后將兩者相加即得所對(duì)應(yīng)的電池反應(yīng)。如： Pt|H2(p )|HCl(a)|AgCl(s)|Ag(s)陽(yáng)極（負(fù)極）： 1 H2(p )H+

8、(aH+ ) + e（氧化、失電子）2Ag(s)+ClCl（還原、得電子）陰極（正極）： AgCl(s)+ e-)(a1+電池反應(yīng)：H2(p) + AgCl(s)Ag(s)+ H (aH+ ) +Cl (aCl-)（ 2）從化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池分兩種情況討論：、若所給的反應(yīng)中有關(guān)元素的氧化態(tài)在反應(yīng)前后有變化，設(shè)計(jì)分三步進(jìn)行：第一步，找出反應(yīng)中發(fā)生氧化和還原的元素（或化合物）；第二步，寫出電極表示式， 將發(fā)生氧化作用的元素所對(duì)應(yīng)的電極作負(fù)極，寫在左邊，發(fā)生還原作用的元素對(duì)應(yīng)的電極作正極，寫在右邊；第三步，核對(duì)所寫電池反應(yīng)與所給化學(xué)反應(yīng)是否一致。、如果所給反應(yīng)中有關(guān)元素的氧化態(tài)在反應(yīng)前后無(wú)變化， 一

9、般先根據(jù)產(chǎn)物及反應(yīng)物的種類確定出一個(gè)電極， 再用總反應(yīng)與該電極反應(yīng)之差， 確定另一個(gè)電極， 最后核對(duì)設(shè)計(jì)電池反應(yīng)與所給化學(xué)反應(yīng)是否一致?！纠?1】Zn(s)+H2 424SO (a) = H(p)+ZnSO (a)解：所給的反應(yīng)中有關(guān)元素的氧化態(tài)在反應(yīng)前后有變化、確定發(fā)生氧化反應(yīng)的是Zn(s)：Zn(s)Zn2+(a)+2e還原反應(yīng)的是 H+：+2 ，p)(a)2 H (a)+2eH (g、寫電極反應(yīng)式并按電極反應(yīng)式寫出電池圖式：Zn(s)| ZnSO4242，p)|Pt(a)| H SO (a)| H (g、檢查核實(shí)電池圖式與化學(xué)反應(yīng)式是否一致?！纠?】Ag +(a)+I (a)AgI(s)

10、 解：所給反應(yīng)中有關(guān)元素的氧化態(tài)在反應(yīng)前后無(wú)變化、根據(jù)產(chǎn)物及反應(yīng)物的種類確定出一個(gè)電極：微溶鹽電極Ag(s)|AgI(s)|I ，電極反應(yīng)為： Ag(s)+I (a)；(a) AgI(s)+e、用總反應(yīng)與該電極反應(yīng)之差，確定另一個(gè)電極：+AgI(s)Ag (a)+I(a)）(a)AgI(s)+eAg(s)+IAg+(a) +eAg(s)、按電極反應(yīng)式寫電池圖式并檢查：Ag(s)| AgI(s) |I(a)| Ag+(a) | Ag(s)7.1.2電解定律1、電解定律內(nèi)容、在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化物質(zhì)的質(zhì)量與通入的電荷量成正比。B、通電于若干個(gè)電解池串聯(lián)的線路中，當(dāng)所取的基本粒子的荷電數(shù)相同時(shí)，

11、 在各個(gè)電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，其物質(zhì)的量都相等 ，析出物質(zhì)的質(zhì)量與其摩爾質(zhì)量成正比。2、 Faraday 常數(shù)人們把在數(shù)值上等于 1 mol 元電荷的電荷量稱為 Faraday常數(shù)。已知元電荷的電荷量 e 為1.602210 19C ，則F L e 6.022 10 23 mol1.602 210 19C96 484.5 C mol 196 500 C mol 13、數(shù)學(xué)表達(dá)式如果在電解池中發(fā)生如下反應(yīng)：M z+ +z+ eM s+ ，欲從陰極上沉積出1 mol M(s) ，即反應(yīng)進(jìn)度為 1 mol時(shí)，需通入的電子得失的計(jì)量系數(shù)為 z電荷量為 Q ，則：Q(1)z+eL z+ F若反應(yīng)進(jìn)度為

12、時(shí)需通入的電荷量為 Q()z+ F若通入任意電荷量 Q 時(shí)，陰極上沉積出金屬 B 的物質(zhì)的量 nB 和質(zhì)量 mB 分別為：nBQz+ FmQ MBBz+ F根據(jù)電學(xué)上的計(jì)量關(guān)系dQIdttQIdt0若電流強(qiáng)度是穩(wěn)定的，則QIt7.2原電池的熱力學(xué)可逆電池7.2.1電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定1、對(duì)消法測(cè)電動(dòng)勢(shì)、實(shí)驗(yàn)原理E( RoRi )IURO IROE RO RiROE UExEs.cB、實(shí)驗(yàn)裝置7.2.2可逆電池的熱力學(xué)1、原電池電動(dòng)勢(shì)的定義ACAHCu | Zn|ZnSO4(aq) | CuSO4(aq)|CuE1E2E3E4原電池電動(dòng)勢(shì) EMF 應(yīng)是這些電勢(shì)差的代數(shù)和：EMFE1E2E3E4式中 E1

13、 ：接觸電勢(shì)，不考慮；E2 和E4 ：電極電勢(shì)；E3 ：液體接界電勢(shì)，可以用鹽橋消除。因此，一般情況下：EMFE2E42、可逆電池的兩個(gè)條件兩個(gè)電動(dòng)勢(shì) 原電池電動(dòng)勢(shì)： EMF 、外加電勢(shì)： Eex判斷電池是否為可逆電池、從化學(xué)反應(yīng)看，電極及電池的化學(xué)反應(yīng)本身必須是可逆的。EMF Eex 時(shí)的化學(xué)反應(yīng)（包括電極反應(yīng)及電池反應(yīng)）應(yīng)是 EMF Eex 時(shí)反應(yīng)的逆反應(yīng)。、從熱力學(xué)上看，要求 電池的工作條件是可逆的 （處于或接近于平衡態(tài)，即沒有電流通過(guò)或通過(guò)的電流為無(wú)限?。?。也就是說(shuō)變化的推動(dòng)力（指 EMF 與 Eex 之差）只需發(fā)生微小的改變便可使變化的方向倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。3、由可逆電池電動(dòng)勢(shì)計(jì)算電池反應(yīng)

14、的rGm根據(jù)經(jīng)典熱力學(xué)理論，系統(tǒng)在定溫、定壓可逆過(guò)程中所做的非體積功在數(shù)值上等于吉布斯函數(shù)的減少，即GT , pWr 定溫、定壓下的化學(xué)反應(yīng)：r G mW r對(duì)電功：Wr z EM F F故：r G mz EM F F若電池反應(yīng)中各物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(aB 1)，則有：r GmzEMF F式中 z：電池反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；EMF ：電池反應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)； F：法拉第常數(shù)。4、由可逆電池電動(dòng)勢(shì)計(jì)算電池反應(yīng)的rSm定壓條件下的化學(xué)反應(yīng)，有（熱力學(xué)基本方程在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用）：r Gmr SmTp則r GmzFE MFEMFr SmTzFTppTpEMF式中 ：原電池電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)。它表示定壓下電動(dòng)勢(shì)隨

15、溫度的變化率，單位TpVK-1 ，可測(cè)。5、由可逆電池電動(dòng)勢(shì)計(jì)算電池反應(yīng)的rmrH mr m定溫條件下的化學(xué)反應(yīng)：rHm=+ TGSr G mzE MFFr S mEM FHrmzE FM FEM FzFzFTTpTpr H mr Gm T r Sm6、求電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?r GmzEMF FEMFRT ln K ar GmRT ln K azF7、 Nernst 方程電池反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡時(shí)，根據(jù)等溫方程式：（用活度替代分壓）r Gmr GmRT ln aBBBa2a2r GmRT lnHClaH 2 aCl 2故：ERTaH2 aCl2ElnzFaH2 aCl2RTlnaBBEzFB這

16、就是計(jì)算可逆電池電動(dòng)勢(shì)的 Nernst 方程，表示一定溫度下可逆電池的電動(dòng)勢(shì)與參與電池反應(yīng)的各物質(zhì)的活度間關(guān)系。7.3電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理與電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算7.3.1雙電層模型1、雙電層模型在金屬與溶液的界面上，由于正、負(fù)離子靜電吸引和熱運(yùn)動(dòng)兩種效應(yīng)的結(jié)果，溶液中的反離子只有一部分緊密地排在固體表面附近，相距約一、二個(gè)離子厚度稱為緊密層；另一部分離子按一定的濃度梯度擴(kuò)散到本體溶液中，稱為擴(kuò)散層。緊密層和擴(kuò)散層構(gòu)成了雙電層。金屬表面與溶液本體之間的電勢(shì)差即為界面電勢(shì)差。2、接觸電勢(shì)電子逸出功 電子從金屬表面逸出時(shí) ,為了克服表面勢(shì)壘必須做的功。逸出功的大小既與金屬材料有關(guān)，又與金屬的表面狀態(tài)有關(guān)。不

17、同金屬相互接觸時(shí)，由于電子的逸出功不同，相互逸入的電子數(shù)不同，在界面上電子分布不均勻，由此產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為接觸電勢(shì)。3、液體接界電勢(shì)在兩個(gè)含 不同溶質(zhì) 的溶液的界面上，或溶質(zhì)相同而 濃度不同 的界面上，由于離子遷移的速率不同而產(chǎn)生的電勢(shì)差。液接電勢(shì)很小，一般在0.03 V 以下。離子擴(kuò)散是不可逆的，所以有液接電勢(shì)存在的電池也是不可逆的，且液接電勢(shì)的值很不穩(wěn)定。用鹽橋可以使液接電勢(shì)降到可以忽略不計(jì)。4、鹽橋的作用鹽橋是一個(gè) U 形的玻璃管，其中充滿含有電解質(zhì)飽和溶液的瓊脂的凍膠。作鹽橋的電解質(zhì)要具備：rr ,tt不與電池中的電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)鹽橋中鹽的濃度要很高，常用飽和溶液。常用飽和KCl 鹽橋，

18、因?yàn)?K +與 Cl的遷移數(shù)相近，當(dāng)有 Ag+時(shí)，用 KNO 3 或 NH 4NO3。鹽橋只能降低液接電勢(shì)，但不能完全消除 。只有電池反串聯(lián)才能完全消除 Ej，但化學(xué)反應(yīng)和電動(dòng)勢(shì)都會(huì)改變。7.3.2電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算1、氫標(biāo)還原電極電勢(shì) (Ox/Red)以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為負(fù)極，待測(cè)電極為正極，因?yàn)?V 為零，所測(cè)電動(dòng)勢(shì)即為待測(cè)電極的氫H |H2標(biāo)還原電極電勢(shì)。電極電勢(shì)的大小反映了電極上可能發(fā)生反應(yīng)的次序。電極電勢(shì)越負(fù)，越容易失去電子，越容易被氧化，是較強(qiáng)的還原劑。電極電勢(shì)越正，越容易得到電子，越容易被還原，是較強(qiáng)的氧化劑。利用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)序，在原電池中，可以判斷哪個(gè)做正極，哪個(gè)為負(fù)極。電勢(shì)小者氧化為負(fù)極

19、 。在電解池中，可以判斷電極上發(fā)生反應(yīng)的次序，陽(yáng)極上小者先氧化，陰極上大者先還原。2、電極電勢(shì)計(jì)算通式氧化態(tài)ze還原態(tài)aOx zeaRed(Ox|Red)(Ox|Red)RT ln aRedzFaOxOx|RedRT lnaBBzFB 計(jì)算電極還原電極電勢(shì)的Nernst 方程3、電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算(1) Pt(s)| H 2 (p) | H( a1) | Cu2(aCu2 ) | Cu(s)H(2) Pt(s)| H 2 (p) | H( aH1) | Zn2(aZn2 ) | Zn(s)(3)Zn(s)| Zn 2(aZn 2 ) | Cu2(aCu 2)| Cu(s)電池反應(yīng)分別為(1)H

20、2 (p)Cu2(a2)Cu(s)2H(a1)CuH(2)H2 (p)Zn2(aZn 2)Zn(s)2H(aH1)(3)Zn(s)Cu2(aCu2)Cu(s)Zn2 (aZn2 )(3)(1)(2)r Gm (3)rGm (1)r Gm (2)rGm (1)2E1 FE1Cu 2 | Cu(s)rGm (2)2E2FE2Zn 2| Zn(s)rGm (3)2E1F( 2E2F )2E3 FE3E1E2Cu 2 | Cu(s)Zn2 | Zn(s)電池電動(dòng)勢(shì)計(jì)算通式：EOx|Red (R)Ox| Red (L)注意事項(xiàng)1）電極反應(yīng)和電池反應(yīng)都必須物量和電荷量平衡；2）電極電勢(shì)都必須用還原電極電勢(shì)

21、，電動(dòng)勢(shì)等于正極的還原電勢(shì)減去負(fù)極的還原電勢(shì)；3）要注明反應(yīng)溫度，不注明是指 298 K；4）要注明電極的物態(tài)，氣體要注明壓力，溶液要注明離子的活度。7.4 電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用7.4.1計(jì)算相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)實(shí)驗(yàn)可測(cè)的值 E、 E 、E，計(jì)算 r Gm , rGm , r Sm , r H m , QR , K aTprGmzEFr GmzE Fr SmEzFTpQREzFTTpr H mzEFEzFTTpzE FK aexpRT1、判斷氧化還原的方向已知：E (Ag |Ag)0.799 VE(Fe3|Fe2 )0.771 V試判斷下述反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下向哪方進(jìn)行？Fe2AgFe3Ag(s)排成電池：

22、 Pt|Fe2 ,Fe3|Ag | Ag(s)EE0.799V0.771V 0正向進(jìn)行2、求電解質(zhì)溶液的平均活度因子Pt? H 2(p )? HCl( m)? AgCl(s) ? Ag(s)( )1H (aH ) eH 2 ( p )2( )AgCl(s)eAg(s)Cl (aCl)1) AgCl(s)Ag(s)Cl (aCl) + H(aH )H 2 ( p2RT ln aECl|AgCl|AgH |H2aFHClRT ln2Cl2b|AgCl|AgFb和 b 已知，測(cè)定 E，可求出 已知平均活度因子求標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)：3、求難溶鹽的活度積和水解離常數(shù)例：求 AgCl(s) 的 K sp設(shè)計(jì)電池

23、，使電池反應(yīng)為AgCl(s)Ag (aAg )Cl (aCl )Ag(s)|Ag (aAg )|Cl (aCl )|AgCl(s)|Ag(s)ECl|AgCl|AgAg |Ag0.2224V 0.7991V 0.5767VK spexpzE F1.7610 10RT4、pH的測(cè)定PtH 2 (p) 溶液 ( pH x) | Cl(aCl ) Hg 2 Cl 2 (s)Hg(l)標(biāo)準(zhǔn)氫電極使用不方便，用玻璃電極Ag AgCl(s) HCl( m)溶液 ( pHx)Cl (aCl ) Hg 2Cl 2 (s)Hg(l)玻玻RT ln1pHlg aHF(aH ) x玻玻0.05916V pHEHgH

24、g玻aCl1.0Cl2Cl 20.2801 V( 玻 0.059 16V pH)pHE0.2801 V玻0.05916V例：用醌 氫醌電極測(cè)pH參比電 極KCl 濃溶液 未知溶液,醌氫醌PtRTa(氫醌 )0.6995V 0.05916VpHOx|RedOx|Red2Flna( 醌 )a2H其中 a氫醌a醌 ，Ox|Red0.6995V7.4.2電勢(shì) -pH 圖及其應(yīng)用1、定義pH 有關(guān)。電極電勢(shì)的數(shù)值不但與溶液中離子的濃度有關(guān)，而且有的還與溶液的在保持溫度和離子濃度為定值的情況下，將電極電勢(shì)與pH 的函數(shù)關(guān)系在圖上用一系列曲線表示出來(lái)，這種圖就稱為電勢(shì) -pH 圖。通常用電極電勢(shì)作縱坐標(biāo)，p

25、H 作橫坐標(biāo)，在同一溫度下，指定一個(gè)濃度，就可以畫出一條電勢(shì)-pH 曲線。2、電勢(shì) -pH 圖的應(yīng)用從電勢(shì) -pH 圖可以清楚地看出各組分生成的條件及穩(wěn)定存在的范圍。應(yīng)用于：元素分離；濕法冶金；金屬防腐及解決水溶液中發(fā)生的一系列氧化還原反應(yīng)及平衡問(wèn)題。因?yàn)樗硎镜氖请姌O反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)的狀態(tài)，所以電勢(shì)-pH 圖也稱為 電化學(xué)平衡圖 。（ 1）氧電極的電勢(shì) -pH 圖對(duì)于氫和氧發(fā)生氧化還原生成水的反應(yīng)可以安排成一種燃料電池，電解質(zhì)溶液的114 的范圍內(nèi)變動(dòng)。pH可以在暫以酸性溶液為例，溫度都保持在298 K。PtH 2 (pH2 )H 2SO4溶液 ( pH) O 2 (pO2 ) Pt(s)氧電極的反應(yīng)為：O2 (pO 2 ) 4H 4e2H2ORTln1O2|H ,H 2OO2| H ,H 2O4F4aO 2 aH設(shè)氧氣為理想氣體，在298K時(shí)O2|H ,H 2O1.229 VRTpO22.303RTO2|H ,H 2O1.229 VlnpH4FpF截距斜率1）當(dāng) pO 2p 時(shí)， O|H ,H2O / V1.2