3; (a+) Pt,O2(p)|OH-(a-)
卤素电极 Pt,Cl2(p)|Cl- (a-)
2H+(a+)+2eH2(p)
O2(p)+2H2O+4e4 OH-(a-) Cl2(p)+2e2Cl-(a-)
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2020/5/26
可逆电极的类型
E
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2020/5/26
电极电势的注意点
❖φ(Cu2+/Cu)
Cu2++2eCu(正极) CuCu2++2e(负极)
❖判断正负极: φ大的为正, φ小的为负.例如与标准氢电 极(φθ=0)组成电池,则Cu电极(φθ=0.34V)就是正极,与 Ag+/Ag电极(φθ=0.80)组成电池,则Cu电极就成为负极. ❖不管是正是负,φ(Cu2+/Cu)总是= φθ-RT/2Fln(1/aCu2+)
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2020/5/26
6.1-6.2 可逆电池与电极电势
➢可逆电池的定义与条件 ➢可逆电极的类型 ➢可逆电池的书面表达 ➢标准氢电极 ➢Nernst方程
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2020/5/26
组成可逆电池的必要条件
以热力学可逆的方式将化学能转化为电能的装置 称可逆电池. 1.可逆电池放电反应与充电反应必须互为逆反应 (物质可逆) 2.可逆电池所通过的电流必须无限小. (能量可逆)
Hg2Cl2(s)+2e2Hg (l)+2Cl-(a-)
Fe3+(a1)+e Fe2+(a2)
PbO(s)+H2O+2e Pb(s)+2OH-(a)
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2020/5/26
可逆电池的书面表示法
1. 负极在左边,起氧化作用;正极在右边,起还原作用。
Zn(s) | Zn2+ (a1) || Cu2+ (a2) | Cu(s) √ Cu(s) | Cu2+ (a2) || Zn2+ (a1) | Zn(s) ×
放电:Zn+ Cu2+Zn2++Cu 充电: Cu+2H+Cu2++H2
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2020/5/26
可逆电极的类型
电极类型 电极表示法
电极反应
金属电极 M(s) | Mz+(a+)
Mz+(a+)+zeM(s)
汞齐电极 Na(Hg)(a)|Na+(a+) Na+(a+)+Hg+eNa (Hg)(a)
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2020/5/26
电极电势的注意点-例子
Pt,H2(p) |H+(aH+) ||Cu2+(aCu2+)|Cu(s) Eθ= φθ+- φθ-=0.34
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2020/5/26
组成可逆电池的必要条件
原电池 E>≈V(电池电动势稍大于外加电压) - 锌电极 ZnZn2++2e 氧化 +铜电极 Cu2++2eCu 还原 放电反应 Zn+Cu2+Cu+Zn2+
电解池 E<≈V(电池电动势稍大于外加电压) 阴极 锌电极 Zn2++2e Zn 阳极 铜电极 CuCu2+ +2e 充电反应 Zn2++CuCu2++Zn
固体:a=1; 气体:a=p/pθ; 液体a=b/bθ (c/cθ)
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2020/5/26
Nernst方程
Cu2+/Cu电极的电极电势:
2 RF Tlna1 Cu2/Cu
Cu2/Cu
Cu2
两个标准电极组成的电池,电池的标准电动势为:
E
两个电极组成的电池,电池的电动势为:
2.“|”表示相界面，有时也用“,”表示。 3.“||”表示盐桥，“┆”表示半透膜。 4. 各化学式与符号的顺序要反映电池中各种物质的
接触顺序. Zn2+ (a1) |Zn(s) || Cu2+ (a2) |Cu(s) ×
5. 要注明温度，不注明就是298.15 K；要注明物态, 气体要注明压力；溶液要注明浓度。
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2020/5/26
Nernst方程
电极反应式:氧化态+ne-→还原态或a(Ox) + ne- →a(Red)
电极电势为:
RT lna(Red)
nF a(Ox)
若电极反应为:aA+dD+negG+hH
电极电势为:
RT nF
ln aaG Aga aaH Ddh
Nernst方程
物理化学电子教案—第六章
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2020/5/26
主要内容
可逆电池与电极电势
可 逆 电 可逆电池的热力学 池 电 动 势
电动势的测定与应用
可逆电池的定义与书写 可逆电极的类型,标准氢电极 Nernst方程
电池电动势与Kθ的关系 电池电动势与热力学量的关系
标准电池 求标准平衡常数 测平均活度系数γ± 测溶液的pH
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2020/5/26
标准电极电势φθ
以标准氢电极为负极，待测电极为正极，所测电动 势即为待测电极的电极电势φθ 。 待测电极实际进行的是还原反应,则φθ为正 。 待测电极实际进行的是氧化反应,则φθ为负 。 φθ(标准电极电势):标准状态下电极各物质的活度都 为1时的φ. φθ越正，说明氧化态物质的氧化性越强，φθ越负， 说明还原态物质的还原性越强。 φθ可查表得到。
电极类型 电极表示法
金属-难 Ag(s),AgCl(s)|Cl溶盐电极 (a-)
甘汞电极 Hg(l),Hg2Cl2(s)| Cl-(a-)
氧化-还 Pt|Fe3+(a1), 原电极 Fe2+(a2) 难溶氧化 Pb(s),PbO(s)|OH物电极 (a)
电极反应
AgCl(s)+eAg(s)+ Cl-(a-)
6. 若电极没有固体物质，则要加上导电的惰性电极。
Pt,H2(p)|H+(aH+) ||Cu2+(aCu2+)|Cu(s)
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2020/5/26
标准氢电极
P|H t2(p )|H (a H 1 ) H2(pθ)2H+(a=1)+2e
规定 (H|H2)0
铂片
标准氢电极
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2020/5/26
例题1
如果把上图中的ZnSO4,CuSO4溶液换成H2SO4溶 液,其他不变,那么此电池还是可逆电池吗?
原电池(E>≈V)
电解池(E<≈V)
- 锌电极 ZnZn2++2e +铜电极 Cu2++2eCu
阴极 锌电极 2H+ +2e H2 阳极 铜电极 CuCu2+ +2e