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文檔簡介
2、標準電極電勢
1)||
給定電極
Pt
|
H2
(p.g,
p
)
|
H
(aH液接電勢已消除,則
E
若給定電極處于其標準態(tài)下,則E
1)
|
Ag(s)Ag1)
||
Ag
(a2HPt
|
H (p.g,
p
)
|
H
(a例如原電池AgAgE
則說明1、表中給出的數(shù)據(jù)都是還原電勢Ag
,Ag注意寫法,AgAg2、氫電極以上各電極電勢為負值,表明它們與標準氫電極組成電池后,氫電極所發(fā)生的反應為還原反應;氫電極以下各電極電勢為正值,表明它們與標準氫電極組成電池后,氫電極所發(fā)生的反應為氧化反應。3、對于給定的電極,標準態(tài)選定后,
f
(T
)二、電極電勢與濃度的關系例如原電池)
|
Ag(s)Ag1.00)
||
Ag
(a2HPt
|
H (
p
)
|
H
(a2Ag
(a
)
2e
2Ag(s)Ag
H2
(
p
)
2Ag (aAg
)
2H
(a
1.00)
2Ag(s
)H負極反應
H2
(
p
)
2H
(aH
1.00)
2e正極反應電池反應Nernst方程:aln
QzFRTE
E
Ag.a2AgH.a2a22F
E
RT
lnpH2pAgAgF
aaRT
E
lnAgH2AgAgHAgE
而AgH2AgH
AgAgE
則AgAgAgAg
Ag
F
a
RT
ln
aAgF
a氧AgAg
RT
ln
a還∴
電極電勢的Nernst方程
RT
ln
a還
RT
ln
a氧例如zF
a氧
zF
a還)
Cu(s)Cu2Cu2
(aCu2Cu2
,CuCu2
,Cu2F a
RT
ln
aCuCl
Cl
(a
)
|
AgCl(s)
Ag(s)AgCl(s)
e
Ag(s)
Cl
(a
)Cl
F
aAg
.aCl
AgClAgClAgClAgCl
RT
ln
aAgCl又如OH
|
O (
p
),
Pt2
O222
O2
21
O (
p
)
2e
2H O
2OH再如電極反應電極反應2OH/
p
)1/
2O2(
pO2
,PtO2
,PtOH
OH
ln2FRT三、電極電勢與電池電動勢的計算小結電極電勢rGm
電池電動勢rGm
zEF
G
zFr
m
G
zFEr m氧zF
a
RT
ln
a還
E
E
aln
Q
zFRT298.15K||
CuSO
(b
1.0mol
kg
1,
γ
0.047)
|
Cu4
2
0.734)Zn
|
ZnSO
(b
0.001mol
kg1,
γ4
1
0.3402CuCu2
0.7628,ZnZn2求該電池電動勢E。例1Zn
Zn
2
2eCu
2
2e
Cu解Ⅰ負極反應正極反應電池反應∴2Cu2F
aZn
Cu
2
Cu
Zn
2E
E
RT
ln
aZn
24CuSO
溶液b
1.0mol
kg1,
γ
0.0471
γ
γ
γ設
0.047
1.0
0.047Cu
2b
ba
γ則同理
0.734
103a 2ZnCu
2
RT
ln
aZn
2Zn2ZnCu2CuE
2F
a
0.3402
(0.7628)2
965001.156V0.047
Vln
8.314
298.150.734
103
解ⅡCu
2Cu2CuCu2Cu
2F
RT
ln
a
2
96500
0.3402
8.314
298.15
ln0.047V
0.3009VZn
2Zn2ZnZn2Zn
2F
RT
lna2
96500
0.7628
8.314
298.15
ln
0.734
103
V
0.8554VZnZnCuCu22E
1.156V
1.065VBr2
,PtBr
0.7994V,AgAg
?;
G
(AgBr)
?f
mAgBrAgBr
?AgBrAgBr例2已知25oC時AgBr在純水中的溶度積
4.86
1013
,Ksp并已知試求解:①求AgBr(s)
e
Ag(s)
Brr
m,1AgBrAgBr
G
F⑵⑴Ag
e
Ag(s)⑶Agr
m,2Ag
G
FAgBr(s)
Ag
Brspr
m,3
G
RT
lnK⑴–⑵=⑶,則
G
G
Gr
m,1
r
m,2
r
m,3sp
RT
ln
KAgAgAgBrAgBr
F
F96500
0.7994
V
8.314
298.15
ln
4.86
1013∴AgAg
AgBrAgBrRT
ln
KFsp
0.0711V22②
Ag(s)
1
Br (l)
AgBr(s
)設計成原電池Ag(s)
AgBr(s)
|
Br
(a
)
|
Br
(l),
Pt(s)Br
212Ag
Br2aAgBra
aFE
E
RT
ln
EBr2
,PtAgBrAgBr
Br
(1.065
0.0711)V
0.9939V
zE
F
G
(AgBr)
(10.9939
96500
103
)J
mol1f
m
95.91kJ
mol1例
3
已知下述電池||
SO2
(a
),S
O2
(a
1),
Pt4
1
2
8
212Pb(s)
PbSO
4
(s)
|
SO4
(a
)B
f
mr
mv
G
(B)
G
f
m
G
(AgBr)
2.01VPt8
4S2O2
,SO
2
0.126V,PbspPb
2K
1.67
108
,電動勢的溫度系數(shù)(E
T
)
4.9
104
V
K1p且知該電池在25oC時以1V工作電壓不可逆放電(放電量為1F)放熱151.6kJ。已知25oC時PbSO4的活度積(1)寫出電池反應;(2)求算
?4PbSO
4PbSO2(3)求該可逆電池的電動勢;1
42-(4)計算活度a
(SO
)。PbSO (s)
SO2
(a
)4
4
1Pb(s)
S
O2
(a
1)
2
8
2解:⑴負極反應Pb(s)
SO2
(a
)
PbSO
(s)
2e4
1
4正極反應S
O2
(a
1)
2e
2SO2
(a
)2
8
2
4
1電池反應⑵spPbSO
(s)
Pb2
SO24
4Pb2
2e
Pb(s)PbPb21)
K2)SOPbSO
4
,Pb24243)PbSO4
(s)
2e
Pb(s)
SO
G
G
Gr
m1
r
m2
r
m31)
2)
3)PbPbSO
4
,PbSO
4sp22
zF
RT
ln
K
zF
0.3559VPbPbsp2Pb
RT
ln
K
zF44SO
2PbSO
Pb2
96500
0.126
V
8.314
298.15
ln
1.67
108⑶rUm
Q
Wf
(151.6
96500
1103
)J
mol
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