浙江大學普通化學(第六版)第四章課件 電化學與金屬腐蝕

1、首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁1電化學與金屬腐蝕電化學與金屬腐蝕第4章首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁2目錄目錄4.14.1 原電池原電池4.34.3 電極電勢在化學上的應用電極電勢在化學上的應用4.44.4 化學電源化學電源 4.54.5 電解電解4.64.6 金屬的腐蝕與防止金屬的腐蝕與防止 4.2 4.2 電極電勢電極電勢 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁34.1 原電池原電池4.1.1 4.1.1 原電池中的化學反應原電池中的化學反應 將氧化還原反應的化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。將氧化還原反應的化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。 正極反應：正極反應： Cu2+

2、+2e+2e- - Cu 負極反應：負極反應： Zn - 2e2e- - Z Zn2+ 電勢電勢: : Zn低低, Cu高高 電極名電極名: : Zn負負, Cu正正電池反應電池反應： Cu2+ZnZn2+Cu1、原電池組成與反應還原反應還原反應氧化反應氧化反應首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁4原電池結構原電池結構鹽橋的作用：鹽橋的作用：鹽橋是一倒插的U型管或其它裝置,內含KCl或KNO3溶液，可用瓊脂溶膠或多孔塞保護，使KCl或KNO3溶液不會自動流出。溝通電路，補充電荷、維持電荷平衡。K+首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁52 若干概念若干概念(1)原電池是由兩個半電

3、池組成的；半電池中的反應就是半反應,即電極反應。因此將半電池又叫電極。如：電池反應 Cu(s) + 2Ag+(aq) = Cu2+(aq) + 2Ag(s) 在負極負極上發(fā)生Cu的氧化反應： Cu(s)=Cu2+(aq)+2e- 在正極正極上發(fā)生Ag+的還原反應：2Ag+(aq)+2e-=2Ag(s) 對于自發(fā)進行的電池反應，都可以把它分成兩個部分(相應于兩個電極的反應)，一個表示氧化劑的(被)還原，一個表示還原劑的(被)氧化。對于其中的任一部分稱為原電池的半反半反應式應式。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁6(2)(2)半反應（電極反應）涉及同一元素的氧化態(tài)和半反應（電極反應）涉

4、及同一元素的氧化態(tài)和還原態(tài)：還原態(tài)：a(氧化態(tài)氧化態(tài)) + neb( (還原態(tài)還原態(tài)) )從反應式可以看出，每一個電極反應中都有兩類物質：一類是可作還原劑的物質，稱為還原態(tài)物質，如上面所寫的半反應中的Zn、Cu、Ag等；另一類是可作氧化劑的物質，稱為氧化態(tài)物質，如Zn2+、Cu2+、Ag+等。 式中n是按所寫電極反應中電子的化學計量數(shù) 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁7(3) 氧化態(tài)和相應的還原態(tài)物質能用來組成電對，通常稱為氧化還原電對，用符號“氧化態(tài)/還原態(tài)”表示。一般只把作為氧化態(tài)和還原態(tài)的物質用化學式表示出來，通常不表示電極溶液的組成。如，銅鋅原電池中的兩個半電池的電對可分別

5、表示為Zn2+/Zn和Cu2+/Cu。 又如又如:Fe3+/Fe2+, O2/OH-, Hg2Cl2/Hg, MnO4-/Mn2+ 等。等。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁8 (-)ZnZnSO4(c1) CuSO4(c2)Cu(+) (4) 任一自發(fā)的氧化還原反應都可以組成一任一自發(fā)的氧化還原反應都可以組成一個原電池。個原電池。原電池裝置可用原電池裝置可用圖式圖式表示。表示。 例如：Cu-Zn原電池可表示為 規(guī)定規(guī)定:負極寫在左邊，正極寫在右邊，以雙虛垂線負極寫在左邊，正極寫在右邊，以雙虛垂線( )表示鹽橋，以單垂線表示鹽橋，以單垂線(|)表示兩個相之間的界面。用表示兩個相之間的

6、界面。用“,”來分隔兩種不同種類或不同價態(tài)溶液。來分隔兩種不同種類或不同價態(tài)溶液。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁93 電極類型電極類型 電電 極極 類類 型型電電 對對(例例)電電 極極金屬電極金屬電極Zn2+/ZnZn2+(c) | Zn非金屬電極非金屬電極Cl2/Cl- Cl- (c) | Cl2(p) | Pt氧化還原電極氧化還原電極 Fe3+/Fe2+ Fe3+ (c1),Fe2+ (c2) | Pt難溶鹽電極難溶鹽電極AgCl/Ag Cl- (c) | AgCl | Ag四類常見電極四類常見電極首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁10配平原則配平原則： 電荷守

7、恒電荷守恒：氧化劑得電子數(shù)等于還原劑失電子數(shù)。 質量守恒質量守恒：反應前后各元素原子總數(shù)相等。4 氧化還原反應方程式的配平首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁11 配平步驟： 用離子式寫出主要反應物和產物(氣體、純液體、固體和弱電解質則寫分子式)。 分別寫出氧化劑被還原和還原劑被氧化的半反應。 分別配平兩個半反應方程式，等號兩邊的各種元素的原子總數(shù)各自相等且電荷數(shù)相等。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁12例1：配平反應方程式)aq(SOK)aq(MnSO )aq(SOK)aq(KMnO424酸性溶液中324 確定兩半反應方程式得、失電子數(shù)目的最小公倍數(shù)。將兩個半反應方程式中

8、各項分別乘以相應的系數(shù)，使得、失電子數(shù)目相同。然后，將兩者合并，就得到了配平的氧化還原反應的離子方程式。有時根據需要可將其改為分子方程式。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁13)42-=10e10H5SO O5H5SO223-=O8H2Mn10e16H2MnO224O4H8H22-=Mn5eMnO42HOH24232-=2eSOSO2+5得O3HSOK6MnSO22424=O3H5SO2Mn6H5SO2MnO2242234=-MnSOSOMnO 2242343H SOSO5K2KMnO43242首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁14例2：配平(aq)NaClO NaCl(a

9、q)NaOH(aq)(g)Cl325+得：O3HNaClO5NaCl6NaOH3Cl232=O3HClO5Cl6OH3Cl232=-O6HClO210Cl12OH6Cl232=-=10eO6H2ClO12OHCl232-=2Cl2eCl2解：化簡得：首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁15)g( NO)aq(SOH)aq(AsOH)aq(HNO) s (SAs 4243332 28+3得例3：配平方程式28NO9SOAsO6H 10HO4HS3As 28NO 24432323=-=28e34H3SOAsO2HO20HSAs 2443232即：-=28e40H3SOAsO2H O20H6

10、HSAs2443232O2HNO3e4HNO23=- NOSOAsOHNOSAs 2443332-：解首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁16酸性介質：(左邊比右邊） 多n個O+2n個H+ (左） ，右邊 +n個H2O 少n個O+n個H2O (左） ，右邊 +2n個H+堿性介質： (左邊比右邊） 多n個O+n個H2O(左），右邊 +2n個OH- 少n個O+ 2n個OH- (左） ，右邊 + n個H2O小結：(經驗）首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁17中性介質： (左邊比右邊） 多n個O+n個H2O(左），右邊 +2n個OH- 少n個O+ n個H2O (左） ，右邊 +2 n

11、個H+氧化還原反應：氧化反應 氧化劑 氧化性 被氧化 還原反應 還原劑 還原性 被還原首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁184.1.2 4.1.2 原電池的熱力學原電池的熱力學1. 1.電池反應的電池反應的Gm與電動勢與電動勢E E的關系的關系 對電動勢為對電動勢為E的電池反應：的電池反應： CuCu2+2+ZnZn+ZnZn2+2+Cu+Cu 根據標準摩爾生成焓和標準摩爾生成吉布斯根據標準摩爾生成焓和標準摩爾生成吉布斯函數(shù)，可求得函數(shù)，可求得(298.15K時)： rHm = -217.2 -217.2 kJmol-1 -1 rGm = - -212.69 212.69 kJmol

12、-1 -1首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁19rGm=wmax= - -QE = - -nFE ； F=96485 Cmol-1在原電池中在原電池中, , 非體積功非體積功w 即為電功即為電功we e 從熱力學的化學反應等溫式中，可得到下式：上式稱為電動勢的能斯特（W.Nernst）方程,電動勢是強度性質,其值與反應中化學計量數(shù)的選配無關。？rGm= -nFE 或或rGm = -nFE abccccnFRTEE/(/(ln反應物）產物）-=是系統(tǒng)可用來做非體積功的那部分能量是系統(tǒng)可用來做非體積功的那部分能量 rGm由于由于1mol1mol電子電子所帶電量所帶電量 首首 頁頁末末 頁

13、頁下一頁下一頁上一頁上一頁202. 電池反應的電池反應的K 與標準電動勢與標準電動勢E 的關系的關系而而 rGm = -nFE可得：可得： RTnFEK =lnV05917.0lgnEK=當當T=298.15K時：時： 以上討論可知，電化學方法實際上是熱力學方以上討論可知，電化學方法實際上是熱力學方法的具體運用。法的具體運用。KRTGmrln-= 已知K 與rGm的關系如下： 注意：注意：常用對數(shù)常用對數(shù) F/2.303RTF/2.303RT =0.05917首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁214.2 4.2 電極電勢電極電勢4.2.14.2.1標準電極電勢標準電極電勢如如: :

14、( (Zn2+/Zn); ); ( (Cu2+/Cu); ); ( (O2/OH- -); ); (MnO4-/Mn2+ +);); ( (Cl2/Cl- -) )等等。 原電池能夠產生電流原電池能夠產生電流, ,表明原電池兩極間表明原電池兩極間存在電勢差存在電勢差, ,即每個電極都有一個電勢即每個電極都有一個電勢, ,稱為電稱為電極電勢。用符號極電勢。用符號: : ( (氧化態(tài)氧化態(tài)/ /還原態(tài)還原態(tài)) )表示。表示。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁22 兩電極的值大小(高低)不同，其差值即為電池的電動勢E。 E= (正極)- (負極) 目前測定電極電勢的絕對值尚有困難。在實際應

15、用中只需知道的相對值而不必去追究它們的絕對值。 解決問題的辦法: 國際上統(tǒng)一國際上統(tǒng)一( (人為) )規(guī)定:標準氫電極的電極電勢 為零V0)/HH(2=首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁23標準氫電極標準氫電極 標準氫電極標準氫電極:將鍍有一層疏松鉑黑的鉑片插入a(H+) = 1 的酸溶液中。在298.15K時不斷通入p(H2) =100kPa的純氫氣流，鉑黑很易吸附氫氣達到飽和，同時對電化學反應有催化作用，使氫氣很快與溶液中的H達成平衡。其可逆程度很高,這樣組成的電極稱為標準氫電極。在右上角加“”以示“標準”,括號中電對“H+/H2”表示“氫電極” (SHE) 。 標準氫電極裝置圖

16、/HH 電對：2電極反應電極反應：()V000. 0/HH2=( )gH 2eaq)(H22-表示為：H+H2(g) Pt或PtH2 (g) H+首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁24 未知未知的的測定測定: :標準標準氫電極與待測電極組成氫電極與待測電極組成原電池后原電池后, ,測其電池反測其電池反應的應的電動勢電動勢E E。K+Cl-p(H2) =100kPa首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁25附例附例4.1：Zn-H2在標準條件下組成電池，Zn為負極，在25時測得電池的電動勢E = 0.7618V。求可求出待測電極 (Zn2+/Zn)的標準電極電勢得：得： = 0.

17、7618V)/(2ZnZn上述討論的電極電勢，是在電對的氧化態(tài)物質與還原態(tài)物質處于可逆平衡狀態(tài)，且在整個原電池中無電流通過的條件下測得的。這種電極電勢稱為可逆電勢或平衡電勢。 解：根據 E= (正極)- (負極)0.7618V = 0V (Zn2+/Zn) (Zn2+/Zn) = ?首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁26參比電極參比電極*當當c (KCl)為飽和為飽和溶液溶液時時(c=2.8mol/l)， = 0.2412V使用標準氫電極不方便，一般常用易于使用標準氫電極不方便，一般常用易于制備、使用方便且電極電勢穩(wěn)定的甘汞制備、使用方便且電極電勢穩(wěn)定的甘汞電極或氯化銀電極等作為電極

18、電勢的對電極或氯化銀電極等作為電極電勢的對比參考，稱為參比電極。比參考，稱為參比電極。 如：右圖的如：右圖的甘汞電極甘汞電極：Pt Hg Hg2Cl2 Cl-KCl溶液Hg2Cl2HgPt首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁27標準電極電勢表：標準電極電勢表：p364 p364 附錄附錄8 8 根據上述方法，可利用標準氫電極或參比電極測得一系列待定電極的標準電極電勢。 書末附錄8中列出298.15K時標準狀態(tài)活度(a=1,壓力p=100kPa)下的一些氧化還原電對的標準電極電勢,表中都是按 代數(shù)值由小到大的順序自上而下排列的。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁28 電電 對

19、對 電電 極極 反反 應應 /V Na+/Na Na+(aq)+e =Na(s) -2.71 Zn2+/Zn Zn2+(aq)+2e = Zn(s) -0.7618 H+/H2 2H+(aq)+2e = H2 (g) 0 Cu2+/Cu Cu2+(aq)+2e = Cu(s) 0.3419 O2/OH O2(g)+2H2O+4e=4 OH(aq) 0.401 F2/F F2(g)+2e = 2F(aq) 2.866 氧化能力逐漸增強氧化能力逐漸增強還原能力逐漸增強還原能力逐漸增強 部分電對列表如下：部分電對列表如下：首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁29表的物理意義和注意事項表的物理

20、意義和注意事項(1)(1)表中表中 代數(shù)值按從小到大順序編排。代數(shù)值按從小到大順序編排。 代數(shù)值越大，表明電對的氧化態(tài)越易得電子，即氧化態(tài)就是越強的氧化劑； 代數(shù)值越小，表明電對的還原態(tài)越易失電子，即還原態(tài)就是越強的還原劑； 如如: :( (I2/I- - )=0.5355)=0.5355V。 (Cl2/Cl- -)=1.3583)=1.3583V, , ( (Br2/Br- -)=1.066)=1.066V，可知：可知：Cl2氧化性較強，而氧化性較強，而I- -還原性較強。還原性較強。判斷氧化還原判斷氧化還原劑的相對強弱劑的相對強弱 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁30(2) (

21、2) 代數(shù)值與電極反應中化學計量數(shù)的選配無關代數(shù)值與電極反應中化學計量數(shù)的選配無關 代數(shù)值是反映物質得失電子傾向的大小，它與物質的數(shù)量無關。 如：如：Zn2+2e- = Zn 與 2Zn2+4e- = 2Zn 數(shù)值相同數(shù)值相同(3) (3) 代數(shù)值與半反應的方向無關。代數(shù)值與半反應的方向無關。 如Cu2+2e- = Cu與Cu = Cu2+2e 數(shù)值相同數(shù)值相同 IUPAC規(guī)定，表中表中電極反應以還原反應表示（故有稱之謂“還原電勢”），無論電對物質在實際反應中的轉化方向如何，其 代數(shù)值不變。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁31(4)(4)查閱標準電極電勢數(shù)據時，要注意電對的具體存在

22、查閱標準電極電勢數(shù)據時，要注意電對的具體存在形式、狀態(tài)和介質條件等都必須完全符合。形式、狀態(tài)和介質條件等都必須完全符合。 如：Fe2+(aq)+2e- =Fe(s) (Fe2+/ Fe)=-0.447vFe3+(aq)+e- =Fe2+(aq) (Fe3+/ Fe2+)=0.771vH2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e = 2H2O (H2O2/H2O) = 1.776VO2(g) + 2H+(aq) + 2e = H2O2(aq) (O2/H2O2) = 0.695V首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁324.2.2 4.2.2 電極電勢的能斯特方程式電極電勢的能斯特方程式

23、對于任意給定的電極，電極反應通式為 離子濃度對電極電勢的影響，可從熱力學推導而得如下結論: a a( (氧化態(tài)氧化態(tài))+)+n ne e- - b b( (還原態(tài)還原態(tài)) ) baccccnFRT/(/(ln還原態(tài)）氧化態(tài)）=(4.4a)T T=298.15K=298.15K時時: :(4.4b)baccccn/(/(lgV05917. 0還原態(tài)）氧化態(tài)）=式式(4.4(4.4a)a)和和(4.4(4.4b)b)稱為電極電勢的能斯特方程稱為電極電勢的能斯特方程 注意：注意：常用對數(shù)常用對數(shù) 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁33 在能斯特方程式中： n n 為半反應中得失的電子數(shù)；為

24、半反應中得失的電子數(shù)；純液體、純固體不表示在式中。純液體、純固體不表示在式中。a a 氧氧 或或b b 還還 皆以半反應中各物質的化學計量數(shù)為指數(shù)；皆以半反應中各物質的化學計量數(shù)為指數(shù)； 電極反應中某物質若是氣體，則用相對分壓電極反應中某物質若是氣體，則用相對分壓p p/ /p p 表示。表示。 例如例如: :O2+2H2O+4e- -4OH- - 能斯特方程式表示為能斯特方程式表示為：422/OH(/)O(lg4V05917. 0)OH/O(ccpp）-=首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁34附例附例4.2 計算OH濃度為0.100moldm-3時，氧的電極電勢 (O2/OH-)。

25、已知：p(O2)=101.325kPa，T=298.15K。 解：解：從附錄8中可查得氧的標準電極電勢： (O2/OH-)=0.401V O2(g)+ 2H2O +4e- 4OH-(aq) ， 當c(OH-)=0.100moldm-3時，氧的電極電勢為 422/OH(/)O(lg4V05917. 0)/OHO(ccpp）-=首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁35=0.460V 若把電極反應式寫成 O2+H2O+2e-=2OH- ,可以通過計算予以說明。根據電極反應式，此時電極電勢的計算式為: 21433dmmol1/dmmol0100.0kPa100/kPa325.101lg4V05

26、917.0V401.0-= 經計算，結果不變。說明只要是已配平的電極反應，經計算，結果不變。說明只要是已配平的電極反應，反應式中各物質的化學計量數(shù)各乘以一定的倍數(shù)，對電極反應式中各物質的化學計量數(shù)各乘以一定的倍數(shù)，對電極電勢的數(shù)值并無影響。所以說與電勢的數(shù)值并無影響。所以說與化學計量數(shù)的選配無關?；瘜W計量數(shù)的選配無關。 ( -2(/2)OH/ )Olg2V05917. 0OH )/(O2 = =- -ccpp1/2/首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁36 說明介質的酸堿性對含氧酸鹽氧化性的影響較大。說明介質的酸堿性對含氧酸鹽氧化性的影響較大。 解：半反應式為： Cr2O72-+14H

27、+6e-=2Cr3+7H2O Nernst方程為：附附例4.3：計算當pH=5.00，c(Cr2O72-)=0.0100moldm-3，c(Cr3+)=1.00 10-6 moldm-3時，重鉻酸鉀溶液中的(Cr2O72-/ Cr3+)值V)10()10()01. 0(lg60591. 0V23. 126145-=0.640V()21423272732 (Cr O)/ (H )/ 0.0591VCr O/Crlg6 (Cr )/ cccccc-= 注意：注意：H H+ +的位置的位置 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁374.3 電極電勢在化學上的應用電極電勢在化學上的應用4.3.1

28、 4.3.1 氧化劑和還原劑相對強弱的比較氧化劑和還原劑相對強弱的比較 已知已知 值大的氧化態(tài)物質是強氧化劑； 值小的還原態(tài)物質是強還原劑。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁38附附 例例4.4 下列三個電極中在標準條件下哪種物質是最強的氧化劑？若其中MnO4/Mn2+的電極改為在pH=5.00的條件下，它們的氧化性相對強弱次序將怎樣改變？已知 (MnO4-/Mn2+) = 1.507V (Br2/Br-) = 1.066V (I2/I-) = 0.5355V解：(1)在標準狀態(tài)下可用 的大小進行比較。 值的相對大小次序為： (MnO4-/Mn2+) (Br2/Br-) (I2/I

29、-)所以在上述物質中MnOMnO4 4- -是最強的氧化劑，I I- -是最強的還原劑，即氧化性的強弱次序是MnOMnO4 4- - BrBr2 2 I I2 2(2)(2) pH=5.0時時,根據計算得 (MnO4/Mn2+) = 1.034V。此時電極電勢相對大小次序為 (Br2/Br-) (MnO4-/Mn2+) (I2/I-)這就是說，當KMnO4溶液的酸性減弱成pH=5.00時，氧化性強弱的次序變?yōu)锽r2MnO4-I2首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁394.3.2 氧化還原反應方向的判斷氧化還原反應方向的判斷 只要E0，當 (正) (負)時，即：作為氧化劑電對的電極電勢代

30、數(shù)值大于作為還原劑電對的電極電勢代數(shù)值時，就能滿足反應自發(fā)進行的條件。 因此，可用電動勢因此，可用電動勢E E或或 判斷反應方向：判斷反應方向： E E 0 0 即即 G G 0 0 反應正向自發(fā)反應正向自發(fā) E E =0 =0 即即G G =0 =0 反應處于平衡狀態(tài)反應處于平衡狀態(tài) E E 0 0 0 反應正向非自發(fā)反應正向非自發(fā)( (逆過程可自發(fā)）逆過程可自發(fā)）首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁40例例4.5 4.5 試判斷以下反應試判斷以下反應在在H濃度為濃度為1.00105mol dm-3溶液中進行時的方向溶液中進行時的方向(其其余物質處于標準態(tài)余物質處于標準態(tài))。2Mn2

31、+ + 5Cl2 +8H2O 2MnO4- + 16H+ + 10Cl-介質介質( (H H+ +濃度濃度) )對該反應影響很大對該反應影響很大，當c(H+)10-5 moldm-3時，由于其它物質均處于標準狀態(tài)，則根據能斯特方程式計算可得： 解: 若用標準電極電勢作為判據， (MnO4/Mn2+)值(1.507V)大于 (Cl2/Cl-)值(1.358V)，似乎氧化態(tài)物質Cl2與還原態(tài)物質Mn2+ 不能發(fā)生反應。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁41 兩半反應式為： Cl2 + 2e- = 2Cl Mn2+ 4H2O = MnO4 + 5e + 8H+ = 1.034 V )/Mn

32、MnO()/MnMnO(2424-=cccccc/ )Mn(/ )H(/ )MnO(lg5V05917. 0284-可見, c(H+)對(Cl2/Cl)無影響，對(MnO4/Mn2+) 有重大影響。- (Cl2/Cl-)=1.358V 所以，可以正向進行。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁424.3.3 氧化還原反應進行程度的衡量氧化還原反應進行程度的衡量 氧化還原反應進行的程度也就是氧化還原反應在達到平衡時，生成物相對濃度與反應物相對濃度之比，可由氧化還原反應標準平衡常數(shù)K 的大小來衡量。 求得可由公式：V05917.0lgnEK=首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁43解

33、解：先設想按上述氧化還原反應所組成的一個標準條件下的原電池： 負極 Cu(s)Cu2+(aq)2e- (Cu2+/Cu)0.3419V 正極 2Ag+(aq)2e-2Ag(s) (Ag/Ag)0.7996V 例例4.6 計算下列反應在計算下列反應在298.15K時的標準平衡常數(shù)時的標準平衡常數(shù)K 。 Cu(s)2Ag+(aq) Cu 2+(aq)2Ag(s) 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁44 上述結果表明：該反應進行的程度是相當徹底的。但實際情況如何，還要涉及到反應速率問題。這類溶液中離子間氧化還原反應較瞬即完成的離子互換反應稍慢些。=0.7996V-0.3419V=0.457

34、7V E = (正極)- (負極) 可求出可求出根據公式：根據公式： 47.150.05917VV4577.02V0591.0lg=nEK 得：得： K =3.0 1015 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁454.4 化學電源化學電源 （自學）（自學） 轉轉P53借自發(fā)的氧化還原反應將化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置稱為化學電源。 4.4.1、一次電池 放電后不能充電或補充化學物質使其復原的電池。 1.鋅-錳干電池電池符號：電池符號：(-)Zn|ZnCl2, NH4Cl(糊狀糊狀) |MnO2|C(+)電極反應電極反應:(-) Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-(+)2MnO2 +

35、2NH4+(aq)+2e- Mn2O3 +2NH3(g)+2H2O(l) 電動勢電動勢1.5V。它攜帶方便。但反應不可逆，壽命有限。它攜帶方便。但反應不可逆，壽命有限。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁462 鋅鋅-氧化汞電池氧化汞電池電池符號電池符號: :(-)Zn Hg KOH(糊狀，含飽和ZnO) HgO C(+)電極反應電極反應: :(-) Zn + 2OH- - 2e- ZnO + H2O(+) HgO(s) + H2O + 2e- Hg(l) + 2OH- 鋅-氧化汞電池體積小能量高，貯存性能優(yōu)良，是常用電池中放電電壓最平穩(wěn)的電源之一。缺點是使用汞不利于環(huán)保。首首 頁頁

36、末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁473 鋰鋰-鉻酸銀電池鉻酸銀電池以鋰為負極的還原劑，鉻酸銀為正極的氧化劑，其導電介質為含有高氯酸鋰(LiClO4)的碳酸丙烯酯(PC)溶液。 電池符號：電池符號：(-)Li | LiClO4, PC | Ag2CrO4 | Ag(+)電極反應電極反應: (-) Li - e- Li+ (+) Ag2CrO4 + 2Li+ + 2e- 2Ag + Li2CrO4 優(yōu)點：單位體積所含能量高，穩(wěn)定性好，電池電壓高(2.83.6V)。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁484.4.2 二次電池二次電池放電后通過充電使其復原的電池。 v鉛蓄電池鉛蓄電池電池符

37、號電池符號(-)(-)Pb|H2SO4|PbO2(+)電極反應：負極：Pb + SO42- -2e- = PbSO4正極：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 總反應式 Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O放電充電首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁49在放電后，可以利用外界直流電源進行充電，輸入能量，使兩電極恢復原狀。充電時，兩極反應為放電時的逆反應。正常蓄電池中硫酸密度在1.251.30gcm-3之間。若低于1.20gcm-3，則表示已部分放電，需充電后才能使用。 具有原料易得、價格低廉、技術成熟、使用可靠，又可

38、大電流 放電等優(yōu)點，所以使用很廣泛。其中約80%用于汽車工業(yè)（發(fā)動馬達）。缺點太笨重（載重2t的搬運車電池自重0.5t)首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁504.4.3 連續(xù)電池連續(xù)電池 在放電過程中可以不斷地輸入化學物質，通過反應把化學能轉變成電能，連續(xù)產生電流的電池。 燃料電池就是一種連續(xù)電池。燃料電池是名符其實的把能源中燃料燃燒反應的化學能直接轉化為電能的“能量轉換機器”。能量轉換率很高，理論上可達100。實際轉化率約為70%80。 燃料電池由燃料(氫、甲烷、肼、烴、甲醇、煤氣、天然氣等)、氧化劑(氧氣、空氣等)、電極和電解質溶液等組成。燃料，如氫，連續(xù)不斷地輸入負極作還原活性

39、物質，把氧連續(xù)不斷輸入正極，作氧化活性物質，通過反應連續(xù)產生電流。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁51氫氫- -氧燃料電池、第四類發(fā)電氧燃料電池、第四類發(fā)電 優(yōu)點：a.能量轉換效率高，運行壽命長。 b.無噪聲，無污染 c. 可連續(xù)大功率供電燃料電池汽車燃料電池汽車我國和世界正在大力發(fā)展的綠色汽車我國和世界正在大力發(fā)展的綠色汽車20世紀90年代已可取代中等容量火電。現(xiàn)場使用，分散配制。目前實用較大的磷酸型很有前途的甲醇-氧燃料電池 (-)Pt|CH3OH(l)|KOH(aq)|O2(g)|Pt(+)首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁524.4.4 化學電源與環(huán)?；瘜W電源與環(huán)

40、保 在一次電池和二次電池中，含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等重金屬，使用后如果隨意丟棄，就會造成環(huán)境污染。研究無污染電池和無害化處理是目前亟需解決的兩個方面 重金屬通過食物鏈后在人體內聚積，就會對健康造成嚴重的危害。重金屬聚積到一定量后會使人發(fā)生中毒現(xiàn)象，嚴重的將導致人的死亡。因此，加強廢電池的管理，不亂扔廢電池實現(xiàn)有害廢棄物的“資源化、無害化”管理，已迫在眉睫。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁534.5 電解電解 利用外加電能的方法迫使反應進行的過程叫電解。在電解過程中，電能轉變?yōu)榛瘜W能。 外電源外電源: :正極正極 負極負極電解池電解池: :陽極陽極陰極陰極反應類型反應類型: : 氧化

41、氧化 還原還原陽極陰極H2(g) H+2H+(aq)+2e-=H2(g) 在電解池的兩極反應中氧化態(tài)物質得到電子或還原態(tài)物質給出電子的過程都叫做放電放電。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁544.5.1 分解電壓和超電勢分解電壓和超電勢實際分解電壓使電解順利進行的最低電壓。以鉑作電極，電解0.100moldm-3Na2SO4溶液為例。 陽極反應：陽極反應：4OH- 4e- 2H2O + O2算得算得：陽陽= 0.815V陰極反應：陰極反應：2H+ + 2e- H2 算得算得：陰陰= 0.414V D0 電壓電流密度首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁55 由電解產物組成的氫

42、氧原電池，H2為負極、O2為正極。E =1.23V。 該原電池的電子流方向與外加直流電源電子流的方向相反。因而至少需要外加一定值的電壓以克服該原電池所產生的電動勢，才能使電解順利進行。表明分解電壓是由于電解產物在電極上表明分解電壓是由于電解產物在電極上形成某種原電池，產生反向電動勢而引起的。形成某種原電池，產生反向電動勢而引起的。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁56 因此，上述實驗至少外電源提供的電動勢因此，上述實驗至少外電源提供的電動勢1.231.23V電解才可發(fā)生，此值電解才可發(fā)生，此值(1.23(1.23V) )稱稱理論分解電壓E(理)。 事實上，上述實驗至少需事實上，上述實

43、驗至少需1.71.7V才能使其發(fā)才能使其發(fā)生電解。此值生電解。此值(1.7(1.7V) )稱稱實際分解電壓E(實)。 電解時電解池的實際分解電壓E(實)與理論分解電壓E(理)之差稱為超電壓E(超)，即E(實)E(理)原因:有電流，偏離平衡電勢，引起“極化”首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁57 超電壓超電壓是由超電勢構成的。是由超電勢構成的。由于兩極的超電勢均取正值，所以電解池的超電壓：E(超)= (陰)+ (陽) 超電勢超電勢是在不含內電阻、消除濃差極化的是在不含內電阻、消除濃差極化的條件下的電化學極化而產生的電勢。條件下的電化學極化而產生的電勢。其中：濃差極化 是由于離子擴散速率

44、緩慢所引起的，可設法消除。 電化學極化 是由電解產物析出過程中某一步驟(如離子的放電、原子結合為分子、氣泡的形成等)反應速率遲緩而引起電極電勢偏離平衡電勢的現(xiàn)象。即電化學極化是由電化學反應速率決定的，無法消除。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁58 影響影響超電勢超電勢的因素有三個方面：的因素有三個方面：電解產物電解產物：金屬的超電勢一般很小，氣體的超電勢較大，而金屬的超電勢一般很小，氣體的超電勢較大，而氫氣、氧氣的超電勢則更大。氫氣、氧氣的超電勢則更大。 超電勢超電勢導致：導致：陽極陽極析出電勢升高，析出電勢升高，即即(析,陽)=(=(陽陽 + +); ); 陰極陰極析出電勢降低析

45、出電勢降低，即，即(析,陰)=(=(陰陰 - -) )。電極材料和表面狀態(tài)電極材料和表面狀態(tài)：同一電解產物在不同的電極上的超電：同一電解產物在不同的電極上的超電勢數(shù)值不同，且電極表面狀態(tài)不同時超電勢數(shù)值也不同。勢數(shù)值不同，且電極表面狀態(tài)不同時超電勢數(shù)值也不同。電流密度電流密度：隨著電流密度增大超電勢增大。在表達超電勢的隨著電流密度增大超電勢增大。在表達超電勢的數(shù)據時，必須指明電流密度的數(shù)值或具體條件。數(shù)據時，必須指明電流密度的數(shù)值或具體條件。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁594.5.2 電解池中兩極的電解產物電解池中兩極的電解產物 在陰極陰極上進行還原反應的首先是析出電勢代數(shù)值

46、電勢代數(shù)值較大較大的氧化態(tài)物質的氧化態(tài)物質。 綜合考慮電極電勢和超電勢的因素得出： 在陽極陽極上進行氧化反應的首先是析出電勢電勢(考慮超電勢因素后的實際電極電勢)代代數(shù)值數(shù)值較小較小的還原態(tài)物質的還原態(tài)物質；首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁60簡單簡單鹽類水溶液鹽類水溶液電解產物歸納如下電解產物歸納如下: :陽極析出的物質：陽極析出的物質：還原態(tài)物質還原態(tài)物質 金屬電極金屬電極, X-，S2-, OH- , 含氧酸根含氧酸根電極反應電極反應 M-ne-Mn+ 2X-2e-X2 4OH- 4e-2H2O+O2 氧化態(tài)物質氧化態(tài)物質 K+Ca2+Na+Mg2+Al3+ Mn2+Zn2+

47、(H+)Cu2+Hg2+電極反應電極反應 2H+2e-H2 M2+2e-M陰極析出的物質：陰極析出的物質：首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁614.5.3 電解的應用電解的應用1. 1.電鍍：電鍍： 電鍍電鍍是應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，既可防腐蝕又可起裝飾的作用。 在電鍍時，一般將需要鍍層的零件作為陰極(連接電源負極)，而用作鍍層的金屬(如Ni-Cr合金、Au等)作為陽極(連接電源正極)。 電鍍液一般為含鍍層金屬配離子的溶液。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁62 在適當?shù)碾妷合?，陽極發(fā)生氧化反應，金屬失去電子而成為正離子進入溶液中，即陽極溶

48、解；陰極發(fā)生還原反應，金屬正離子在陰極鍍件上獲得電子，析出沉積成金屬鍍層。 如：電鍍鋅：被鍍零件作為陰極材料，金屬鋅作為陽極材料，在鋅鹽(如Na2Zn(OH)4)溶液中進行電解。 陰極：Zn2+2e- =Zn陽極： Zn = Zn2+2e- 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁632 陽極氧化陽極氧化 用電解的方法通以陽極電流，使金屬表面形成氧化膜用電解的方法通以陽極電流，使金屬表面形成氧化膜以達到防腐耐蝕目的的一種工藝。以達到防腐耐蝕目的的一種工藝。 以鋁的陽極氧化為例，在陽極鋁表面上，一種是Al2O3的形成反應，另一種是Al2O3被電解液不斷溶解的反應。當Al2O3的生成速率大于溶

49、解速率時，氧化膜就能順利地生長，并保持一定的厚度。 陽極陽極(Al) 2Al + 3H2O 6e- = Al2O3 + 6H+ 主要反應主要反應 2H2O 4e- = 4H+ + O2 次要反應次要反應 陰極陰極(Pb) 2H+ + 2e- = H2 陽極氧化可采用稀硫酸或鉻酸或草酸溶液。陽極氧化可采用稀硫酸或鉻酸或草酸溶液。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁64陽極氧化膜陽極氧化膜（厚度可達5300m）靠靠 近近 基基 體：純度較高的致密體：純度較高的致密AlAl2 2OO3 3膜，厚度膜，厚度0.010.050.010.05 mm，稱阻擋層。稱阻擋層。靠近電解液：由靠近電解液：由

50、AlAl2 2OO3 3和和AlAl2 2OO3 3H H2 2OO所形成的膜，所形成的膜，硬度較低，有松孔，可使電解液流硬度較低，有松孔，可使電解液流通，如圖所示。通，如圖所示。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁653電刷鍍電刷鍍 電刷鍍電刷鍍是把適當?shù)碾婂円核㈠兊绞軗p的機械零部件上使其回生的技術。 幾乎所有與機械有關的工業(yè)部門都在推廣應用，能以很低的成本換得較大的經濟效益。 電刷鍍的電鍍液不是放在電鍍槽中，而是在電刷鍍過程中不斷滴加電鍍液，使之浸濕在棉花包套中，在直流電的作用下不斷刷鍍到工件陰極上。這樣就把固定的電鍍槽改變?yōu)椴还潭ㄐ螤畹拿藁ò?，從而擺脫了龐大的電鍍槽，使設備簡單

51、而操作方便。 用鍍筆作陽極，工件作陰極、并在操作中不斷旋轉。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁664.6 金屬的腐蝕與防止金屬的腐蝕與防止 當金屬與周圍介質接觸時，由于發(fā)生化學作用或電化學作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕金屬的腐蝕。 估計每年腐蝕而報廢的鋼鐵設備相當于鋼鐵年產量的1/4,發(fā)達國家年經濟損失占GDP的34%。因此在了解金屬腐蝕機理的基礎上懂得如何防止金屬腐蝕和了解如何進行金屬材料的化學保護十分必要。 金屬腐蝕的本質都是金屬原子失電子被氧化的過程。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁674.6.1 腐蝕的分類腐蝕的分類 金屬與周圍介質直接發(fā)生氧化還原反應而引起的腐

52、蝕叫化學腐蝕。1 化化 學學 腐腐 蝕蝕 化學腐蝕發(fā)生在非電解質溶液中或干化學腐蝕發(fā)生在非電解質溶液中或干燥的氣體中，在腐蝕過程中不產生電流。如：燥的氣體中，在腐蝕過程中不產生電流。如：鋼鐵的高溫氧化脫碳、石油或天然氣輸送管鋼鐵的高溫氧化脫碳、石油或天然氣輸送管部件的腐蝕等?；瘜W腐蝕原理比較簡單部件的腐蝕等?；瘜W腐蝕原理比較簡單, ,屬于屬于一般的氧化還原反應。一般的氧化還原反應。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁68化學腐蝕化學反應例：1)鋼鐵的高溫氧化:FeO2740KFe3O4FeOCO2FeO + COH2OFeO + H2高溫高溫致密疏松，易龜裂，向縱深腐蝕 2)鋼的脫碳。

53、O2,H2OCO首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁69金屬與周圍介質發(fā)生電化學作用而引起的金屬腐蝕。例如,鋼鐵在潮濕的環(huán)境中生銹,發(fā)生的就是電化學腐蝕： 較小的金屬易失電子，被氧化而腐蝕，是腐蝕電池的陽極（也稱負極）。電化學腐蝕比化學腐蝕普遍得多,腐蝕的速率一般也快得多。2 電化學腐蝕電化學腐蝕首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁701) 析氫腐蝕析氫腐蝕在酸性較強的條件下鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕,電極反應為:陽極:Fe2e-=Fe2+陰極:2H+2e-=H2在弱酸性或中性條件下鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,電極反應為：陽極:Fe-2e-=Fe2+陰極:2H2O+O2+4e-=4OH吸氧腐蝕比析

54、氫腐蝕更為普遍。吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。2）吸氧腐蝕首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁713）差異充氣腐蝕 光滑金屬片也會因電解質溶液中溶解O2量不同而引起電化學腐蝕。腐蝕液腐蝕液NaCl+KNaCl+K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6+酚酞酚酞 滴在光滑滴在光滑鐵片，中央變藍。鐵片，中央變藍。 小，小，O2小，作為陽極小，作為陽極Fe - 2e-=Fe2+, 遇遇 Fe(CN)63-變藍變藍邊緣變紅，因邊緣變紅，因 O2大，大， 大，作為陰極大，作為陰極2 2H H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁72*4

55、.6.2 腐蝕電池的非平衡電勢和腐蝕速率腐蝕電池的非平衡電勢和腐蝕速率(轉轉75) 腐蝕速率一般以每單位表面積、在單位時間內金屬的失重表示。測量腐蝕速率最直接的方法是經典的失重法。 影響金屬腐蝕速率的因素較多，包括金屬的活潑性、金屬在特定介質中的電極電勢和環(huán)境的酸度、濕度及污染物等。 在討論腐蝕電池時，要注意腐蝕電池的電極電勢與前面所介紹的平衡電勢是不相同的。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁73 在腐蝕電池中，金屬通常不是在含有該金屬離子的溶液中。 電極電勢的建立并不表示電極反應已達到平衡狀態(tài)，因而稱為非平衡電勢。 非平衡電勢最后能達到一個恒定的數(shù)值，稱為穩(wěn)定電勢。穩(wěn)定電勢與溶液

56、的成分、濃度、溫度、攪拌情況以及金屬表面狀態(tài)有關，且不服從能斯特方程式。 當有可覺察量的電流通過電極時，將發(fā)生電極的極化，極化作用使腐蝕電池陰極(正極)的電極電勢代數(shù)值變得更小，陽極(負極)的電極電勢代數(shù)值變得更大。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁74 在接通電路后，腐蝕電池的電動勢比未接通電路前減小，這就使腐蝕電池的電流減小，因而降低了金屬的腐蝕速率。如果沒有極化作用，金屬腐蝕速率將會大幾十倍甚至幾百倍。所以極化作用是減緩金屬腐蝕的一個重要因素。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁754.6.3 金屬腐蝕的防止金屬腐蝕的防止1. 1.改變金屬的內部結構改變金屬的內部結構

57、：例：把鉻、鎳加入普通鋼中制成不銹鋼。2. 保護層法保護層法：例：在金屬表面涂漆、電鍍或用化學方法形成致密而耐腐蝕的氧化膜等。如白口鐵(鍍鋅鐵)、馬口鐵(鍍錫鐵)。3.3.緩蝕劑法緩蝕劑法:在腐蝕介質中，加入少量能減小腐蝕速率的物質以防止腐蝕的方法。 (1)無機緩蝕劑：在中性或堿性介質中主要采用無機緩蝕劑，如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽等。主要是在金屬的表面形成氧化膜或沉淀物。 (2)有機緩蝕劑：在酸性介質中，一般是含有N、S、O的有機化合物。常用的緩蝕劑有烏洛托品、若丁等。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁764 陰極保護法陰極保護法 將被保護的金屬作為腐蝕電池或電解池的陰

58、極而不受腐蝕 。它一般分為犧牲陽極保護法和外加電流法 。(1)(1)、犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法 用較活潑的金屬或其用較活潑的金屬或其三元合金如三元合金如(Zn、Al)連接連接在被保護的金屬上，被保在被保護的金屬上，被保護的金屬作為腐蝕電池陰護的金屬作為腐蝕電池陰極而達到不遭腐蝕的目的。極而達到不遭腐蝕的目的。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁77(2)(2)、外加電流法外加電流法 將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個電極。被保護金屬作為電解池陰極，在直流電的作用下陰極受到保護。 利用電解裝置,只要外加電壓足夠強,就可使被保護的金屬不被腐蝕。此法可用于防止土壤、海水和河水中金

59、屬設備的腐蝕。 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁78(2.11b) ln)()( mrmrQRTTGTG=rGm= -nFE 和和rGm = -nFE 首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁79本章小結本章小結電極電勢電極電勢電極與電解質溶液接觸時產生的電勢稱為電極電勢。標準電極電勢是以標準氫電極的電極電勢為0時的相對值。 原電池的電動勢與電池反應的摩爾吉布斯函數(shù)變原電池的電動勢與電池反應的摩爾吉布斯函數(shù)變rGm= nFE 及rGm = nFE 式中F稱為法拉第常數(shù)，其值為96485Cmol-1。 原電池原電池 氧化還原反應方程式的配平。自發(fā)進行的氧化還原反應可以組成原電池，

60、并將化學能轉變?yōu)殡娔?。負極上還原劑失電子進行氧化反應，正極上氧化劑得電子進行還原反應。半反應式中氧化態(tài)和相應的還原態(tài)物質組成電極，又稱為氧化還原電對，如Cu2+/Cu。原電池可用圖式表示，例如(-) Zn | Zn2+ Fe2+，F(xiàn)e3+ | Pt (+)。首首 頁頁末末 頁頁下一頁下一頁上一頁上一頁80本章小結本章小結（續(xù)）（續(xù)）氧化劑和還原劑相對強弱的比較氧化劑和還原劑相對強弱的比較電極電勢代數(shù)值越小，則該電對中的還原態(tài)物質是越強的還原劑；電極電勢代數(shù)值越大，則該電對中的氧化態(tài)物質是越強的氧化劑。濃度的影響和電動勢的能斯特方程式濃度的影響和電動勢的能斯特方程式對于電池反應aA(aq) +