電化學(xué)2參考資料

強(qiáng)電解質(zhì)溶液的活度及活度因子第二節(jié)可逆電池電動(dòng)勢(shì)一可逆電池電池：化學(xué)能及電能之間相互轉(zhuǎn)化的裝置原電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，化學(xué)電源電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，電鍍銅鋅原電池（丹尼耳電池）：ZnSO4(aq)多孔素?zé)杀瑿uSO4(aq)Cu棒Zn

棒電池的書寫方式從左到依次書寫出構(gòu)成電池負(fù)極（陽(yáng)極）到正極（陰極）；應(yīng)標(biāo)明電池中各物質(zhì)的組成相態(tài)；各“物相”之間的界面用“單豎垂線”或“逗號(hào)”隔開。若電池中用到“鹽橋”，則用“雙垂線”表示出來鹽橋：消除接界電勢(shì)

接界電勢(shì)：當(dāng)兩種不同的電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于電解質(zhì)正、負(fù)離子運(yùn)動(dòng)速度的不同，擴(kuò)散過程使得兩種液體的接界處產(chǎn)生一定方向、一定大小的電勢(shì)，稱為液體接界電勢(shì)，又稱擴(kuò)散電勢(shì)。產(chǎn)生測(cè)量誤差。例題7-7補(bǔ)充例題1：寫出下列電池中各電極的反應(yīng)和電池反應(yīng)。可逆電池：如果電池在工作時(shí)，所進(jìn)行的一切化學(xué)反應(yīng)和其它過程在熱力學(xué)上是可逆的，稱其為可逆電池。單液電池：電池兩電極處于同一溶液中?？赡骐姵氐姆N類（1）第一類電極：金屬與其陽(yáng)離子組成的電極。將金屬插入含該金屬離子的溶液中構(gòu)成的。Mz+(a+)|M(s) Mz+(a+)+ze-→M(s)電極電極反應(yīng)Na+(a+)|Na(Hg)(a) Na+(a+)+nHg+e-

→Na(Hg)n(a)第二類電極：非金屬單質(zhì)與其離子組成的電極。通常由氣體流沖擊某惰性金屬（如Pt）置于含該氣體離子溶液中構(gòu)成的電極。（氫電極）電極電極反應(yīng)H+(a+)|H2(p),Pt 2H+(a+)+2e-

→H2(p)OH-(a-)|O2(p),Pt O2(p)+2H2O+4e-

→4OH-(a-)

Cl-(a-)|Cl2(p),Pt Cl2(p)+2e-

→2Cl-(a-)OH-(a-)|H2(p),Pt 2H2O+2e-

→H2(p)+2OH-(a-)H+(a+)|O2(p),Pt O2(p)+4H+(a+)+4e-

→2H2O第三類電極：由金屬，金屬難溶鹽和金屬難溶鹽的陰離子組成的電極。構(gòu)造為金屬表面覆蓋一層該金屬的難溶鹽，將其插入與該金屬難溶鹽含有相同陰離子的易溶鹽的溶液中形成的電極。(飽和甘汞電極：常作為參比電極）電極電極反應(yīng)Cl-(a-)|AgCl(s)|Ag(s) AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl-(a-)Cl-(a-)|Hg2Cl2(s)|Hg(s) Hg2Cl2(s)+2e-

→2Hg(s)+2Cl-(a-)第四類電極：由金屬與其難溶氧化物在含有氫離子或氫氧根離子的溶液中構(gòu)成的電極。H+(a+)|Ag2O(s)|Ag(s) Ag2O+2H+(a+)+2e-

→2Ag(s)+H2OOH-(a-)|Ag2O|Ag(s) Ag2O(s)+H2O+2e-

→2Ag(s)+2OH-(a-)電極電極反應(yīng)第五類電極：由惰性金屬插入不同氧化態(tài)的離子的溶液中所形成的電極。Fe3+(a1),Fe2+(a2)|Pt Fe3+(a1)+e-→Fe2+(a2)Cu2+(a1),Cu+(a2)|Pt Cu2+(a1)+e-→Cu+(a2)Sn4+(a1),Sn2+(a2)|Pt Sn4+(a1)+2e-→Sn2+(a2)電極電極反應(yīng)例題7-8將氧化-還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池Zn(s)+H2SO4(aq)→H2(p)+ZnSO4(aq)考慮電極反應(yīng)類型：(-)Zn(s)→Zn2++2e-

(+)2H++2e-→H2(p)Zn(s)|ZnSO4||H2SO4|H2(p),Pt凈反應(yīng)：Zn(s)+2H+→Zn2++H2(p)二、電極電勢(shì)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)理界面電勢(shì)差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。電池電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生：E是通過電池的電流趨于零時(shí)陰陽(yáng)兩極間的電勢(shì)差。等于等于構(gòu)成電池的各相界面上所產(chǎn)生的電勢(shì)差之和。電極的電勢(shì)差絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定。在實(shí)際中通常確定每個(gè)電極在一定溫度下相對(duì)于同一基準(zhǔn)電極的相對(duì)電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值，計(jì)算出任意兩個(gè)電極在指定條件下的所組成的電池的。電動(dòng)勢(shì)電極電勢(shì)：（1）標(biāo)準(zhǔn)氫電極：將鍍有鉑黑的鉑片浸入氫離子活度為α=1，通入標(biāo)準(zhǔn)壓力純凈氫氣的的電極。（2）電極電勢(shì)：用標(biāo)準(zhǔn)氫電極為陽(yáng)極（負(fù)極），指定的待測(cè)電極為陰極（正極），組成原電池，其電動(dòng)勢(shì)為指定電極的電極電勢(shì)，用φ表示。當(dāng)指定電極中個(gè)組分均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)，該電極電勢(shì)為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。（氫電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為0。標(biāo)準(zhǔn)氫電極

為什么標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的值有正有負(fù)？答：因?yàn)橐?guī)定了用還原電極電勢(shì)，待測(cè)電極放在陰極位置，令它發(fā)生還原反應(yīng)。但是比氫活潑的金屬與氫電極組成電池時(shí)，實(shí)際的電池反應(yīng)是金屬氧化，氫離子還原，也就是說電池的書面表示式是非自發(fā)電池，電池反應(yīng)是非自發(fā)反應(yīng)，電動(dòng)勢(shì)小于零，電極電勢(shì)為負(fù)值。如果是比氫不活潑的金屬，則與氫電極組成自發(fā)電池，電極電勢(shì)為正值。能斯特方程可逆電池?zé)崃W(xué)例題7-9電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及應(yīng)用1、對(duì)消法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)：在電池的外電路接一個(gè)與待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)方向相反，數(shù)值相反的電壓，用于對(duì)抗待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)，使待測(cè)原電池內(nèi)幾乎沒有電流通過，測(cè)得的外電路的電壓數(shù)值為待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)。工作電源電位計(jì)檢流計(jì)標(biāo)準(zhǔn)電池待測(cè)電池電池反應(yīng)：(-)Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42-凈反應(yīng)：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O →CdSO4·8/3H2O(s)+Hg(l)韋斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池：高度可逆，電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定CdSO4飽和溶液Cd-Hg齊Hg+Hg2SO4HgCdSO4固體正極負(fù)極電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用：（1）溶液PH值的測(cè)定：溶液中氫離子濃度的測(cè)定可以采用測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)的方法間接測(cè)定。選擇對(duì)氫離子可逆的電極（氫電極、氫醌電極、玻璃電極、銻