物理化學(xué)課件學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1物理物理(wl)化學(xué)課件化學(xué)課件第一頁，共89頁?；?學(xué)學(xué)物理化學(xué)物理化學(xué)電化學(xué)電化學(xué)第1頁/共89頁第二頁，共89頁。71 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液(rngy)的導(dǎo)電機(jī)理及法拉第定律的導(dǎo)電機(jī)理及法拉第定律 1、導(dǎo)體的分類：、導(dǎo)體的分類：1電子導(dǎo)體：靠自由電子在電場作用下的定向移動(dòng)電子導(dǎo)體：靠自由電子在電場作用下的定向移動(dòng)(ydng)而導(dǎo)電。而導(dǎo)電。 如金屬、石墨等。如金屬、石墨等。2離子導(dǎo)體：依靠離子在電場作用下的定向遷移而導(dǎo)電。離子導(dǎo)體：依靠離子在電場作用下的定向遷移而導(dǎo)電。 如電解質(zhì)溶液、如電解質(zhì)溶液、 熔融的電解質(zhì)或固體電解質(zhì)等。熔融的電解質(zhì)或固體電解質(zhì)等。2電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電電解

2、質(zhì)溶液的導(dǎo)電(dodin)機(jī)理機(jī)理 HCl 溶液中溶液中H向陰極遷移，：向陰極遷移，：溶液中溶液中Cl離子向陽極遷移：離子向陽極遷移：導(dǎo)電機(jī)理是：導(dǎo)電機(jī)理是：在外電場的作用下，電解池內(nèi)溶液在外電場的作用下，電解池內(nèi)溶液中的正、負(fù)離子分別向陰陽兩個(gè)電極遷移；并中的正、負(fù)離子分別向陰陽兩個(gè)電極遷移；并在兩個(gè)電極上進(jìn)行氧化與還原反應(yīng)。電流在溶在兩個(gè)電極上進(jìn)行氧化與還原反應(yīng)。電流在溶液中的傳導(dǎo)，是由陰、陽離子共同承擔(dān)的。液中的傳導(dǎo)，是由陰、陽離子共同承擔(dān)的。第2頁/共89頁第三頁，共89頁。3、法拉第定律、法拉第定律(dngl)當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，通過電極的電量與發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)的量當(dāng)電流通過電

3、解質(zhì)溶液時(shí)，通過電極的電量與發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)的量成正比成正比 元電荷元電荷:將與電子所帶電量大小相等將與電子所帶電量大小相等(xingdng)、符號(hào)相反的質(zhì)點(diǎn)稱之，用、符號(hào)相反的質(zhì)點(diǎn)稱之，用e表示。表示。lmol元電荷所帶的電量，即元電荷所帶的電量，即lmol電子所帶電量的絕對(duì)值稱為法拉第常數(shù)，用電子所帶電量的絕對(duì)值稱為法拉第常數(shù)，用F表示，則表示，則若欲從含有若欲從含有MZ離子離子(lz)的溶液中沉積出的溶液中沉積出lmol金屬金屬M(fèi)，即需要通過，即需要通過Zmol的電子，的電子， Z為電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)當(dāng)通過的電量為當(dāng)通過的電量為Q時(shí)，可以沉積出的金屬時(shí)，可以沉積出的

4、金屬M(fèi)的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量n為為：更多地將該式寫作：更多地將該式寫作：法拉第定律法拉第定律第3頁/共89頁第四頁，共89頁。 法拉第定律沒有使用的限制法拉第定律沒有使用的限制(xinzh)條件條件 實(shí)際電解時(shí)電極上常發(fā)生副反應(yīng)，按照法拉第定律計(jì)算所需要的理論實(shí)際電解時(shí)電極上常發(fā)生副反應(yīng)，按照法拉第定律計(jì)算所需要的理論(lln)電量與實(shí)際消耗的電量之比為電流效率：電量與實(shí)際消耗的電量之比為電流效率：或者當(dāng)通過或者當(dāng)通過(tnggu)一一定電量后定電量后 第4頁/共89頁第五頁，共89頁。第5頁/共89頁第六頁，共89頁。72 離子離子(lz)的遷移數(shù)的遷移數(shù) 1離子遷移數(shù)的定義離子遷移數(shù)的定義

5、離子在電場離子在電場(din chng)作用下的運(yùn)動(dòng)稱為電遷移作用下的運(yùn)動(dòng)稱為電遷移 假設(shè)假設(shè)(jish)有有4F電量通過電極電量通過電極陰極：陽離子得陰極：陽離子得4 mol電子發(fā)生還原反電子發(fā)生還原反 應(yīng)應(yīng)陽極：陰離子失陽極：陰離子失4 mol電子發(fā)生氧化反電子發(fā)生氧化反 應(yīng)應(yīng) 通電時(shí)通電時(shí):每部分均含有每部分均含有6 mol 陽離子、陽離子、 陰離子陰離子 通電前通電前:通電后通電后:則任一截面上有則任一截面上有3mol陽離子從右向左陽離子從右向左 1mol陰離子從左向右陰離子從左向右若陽離子運(yùn)動(dòng)速度若陽離子運(yùn)動(dòng)速度V= 3V總結(jié)果：總結(jié)果：三個(gè)區(qū)仍為電中性三個(gè)區(qū)仍為電中性中間區(qū)：中間區(qū)

6、：遷出或遷入的離子數(shù)相同遷出或遷入的離子數(shù)相同陰極區(qū)：陰極區(qū)：陰極區(qū)內(nèi)減少的電解質(zhì)的量等于陰離子遷出陰極區(qū)的物質(zhì)的量（陰極區(qū)內(nèi)減少的電解質(zhì)的量等于陰離子遷出陰極區(qū)的物質(zhì)的量（l mol）陽極區(qū)：陽極區(qū)：陽極區(qū)內(nèi)減少的電解質(zhì)的量等于陽離子遷出陽極區(qū)的物質(zhì)的量（陽極區(qū)內(nèi)減少的電解質(zhì)的量等于陽離子遷出陽極區(qū)的物質(zhì)的量（3mol） 第6頁/共89頁第七頁，共89頁。法拉第定律法拉第定律 當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，通過電極當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，通過電極的電量與發(fā)生電極反應(yīng)的電量與發(fā)生電極反應(yīng)(fnyng)的物質(zhì)的的物質(zhì)的量成正比量成正比 遷移數(shù)（遷移數(shù)（t） ： 某離子某離子(lz)運(yùn)載的電流（電量）與

7、通過溶液的總電流（電量）之比運(yùn)載的電流（電量）與通過溶液的總電流（電量）之比總結(jié)總結(jié)(zngji)1第7頁/共89頁第八頁，共89頁。遷移數(shù)（遷移數(shù)（t） ：某離子運(yùn)載的電流（電量）與通過：某離子運(yùn)載的電流（電量）與通過(tnggu)溶液的總電流（電溶液的總電流（電量）量） 之比之比電遷移率（電遷移率（u） ：在指定溶液中，電場：在指定溶液中，電場(din chng)強(qiáng)度強(qiáng)度E1Vm1時(shí)，時(shí)，離子的運(yùn)動(dòng)速度離子的運(yùn)動(dòng)速度單位單位(dnwi)：m2V1s1 第8頁/共89頁第九頁，共89頁。 73 電導(dǎo)電導(dǎo)(din do)、電導(dǎo)、電導(dǎo)(din do)率和摩爾率和摩爾電導(dǎo)電導(dǎo)(din do)率率

8、1、定義、定義(dngy)（1）電導(dǎo)）電導(dǎo)G ：電阻：電阻R的倒數(shù)的倒數(shù)（2）電導(dǎo)率）電導(dǎo)率：電阻率的倒數(shù)：電阻率的倒數(shù)(do sh)由物理學(xué)可知，導(dǎo)體的電阻由物理學(xué)可知，導(dǎo)體的電阻單位單位: Sm1（3）摩爾電導(dǎo)）摩爾電導(dǎo)：溶液的電導(dǎo)率與其濃度之比：溶液的電導(dǎo)率與其濃度之比單位：單位： Sm2mol1 單位單位: S（西門子）（西門子）第9頁/共89頁第十頁，共89頁。2、電導(dǎo)的測定、電導(dǎo)的測定（1）電導(dǎo)的測定）電導(dǎo)的測定惠斯通電惠斯通電(tng din)橋橋 不能用直流電源，應(yīng)采用適當(dāng)頻率的交流電源不能用直流電源，應(yīng)采用適當(dāng)頻率的交流電源 測定測定(cdng)時(shí)，接通電源，移動(dòng)接觸點(diǎn)時(shí)，接

9、通電源，移動(dòng)接觸點(diǎn)C，使，使CD間的電流為零。此時(shí)，電橋平衡：間的電流為零。此時(shí)，電橋平衡： 431RRRRx溶液的電導(dǎo)溶液的電導(dǎo)：溶液的電導(dǎo)率溶液的電導(dǎo)率： 電導(dǎo)池系電導(dǎo)池系數(shù)數(shù) （2）電導(dǎo)率、摩爾）電導(dǎo)率、摩爾(m r)電導(dǎo)率的計(jì)算電導(dǎo)率的計(jì)算 用已知電導(dǎo)率用已知電導(dǎo)率的溶液，測量其電阻（電導(dǎo)），求電導(dǎo)池系數(shù)的溶液，測量其電阻（電導(dǎo)），求電導(dǎo)池系數(shù)Kcell。同法測待測溶液電阻（電導(dǎo)），可計(jì)算電導(dǎo)率同法測待測溶液電阻（電導(dǎo)），可計(jì)算電導(dǎo)率當(dāng)待測溶液濃度當(dāng)待測溶液濃度C已知時(shí)，可計(jì)算摩爾已知時(shí)，可計(jì)算摩爾(m r)電導(dǎo)率電導(dǎo)率 第10頁/共89頁第十一頁，共89頁。第11頁/共89頁第十二頁

10、，共89頁。3摩爾電導(dǎo)率與濃度摩爾電導(dǎo)率與濃度(nngd)的關(guān)系的關(guān)系強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)溶液濃度降低，摩爾電導(dǎo)率增大溶液濃度降低，摩爾電導(dǎo)率增大溶液濃度趨于零時(shí)，曲線接近一條溶液濃度趨于零時(shí)，曲線接近一條(y tio)直線，且摩爾電導(dǎo)率趨于極限值，直線，且摩爾電導(dǎo)率趨于極限值，稱其無限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率，此值亦稱其無限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率，此值亦稱為極限摩爾電導(dǎo)率稱為極限摩爾電導(dǎo)率由圖可知：無論是強(qiáng)電解質(zhì)或弱電解質(zhì)，其摩爾電導(dǎo)率均隨溶液由圖可知：無論是強(qiáng)電解質(zhì)或弱電解質(zhì)，其摩爾電導(dǎo)率均隨溶液(rngy)的稀釋而增大。的稀釋而增大。m柯爾勞施公式：在很稀的溶液中，強(qiáng)電解質(zhì)柯爾勞施公式：在很稀的溶液中

11、，強(qiáng)電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率與其濃度的平方根成直線函數(shù)。的摩爾電導(dǎo)率與其濃度的平方根成直線函數(shù)。第12頁/共89頁第十三頁，共89頁。弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)4、離子、離子(lz)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律和離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律和離子(lz)的摩爾電的摩爾電導(dǎo)率導(dǎo)率（1）離子）離子(lz)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律：無限稀釋電解質(zhì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律：無限稀釋電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率等于無限稀釋時(shí)陰、陽離子的摩爾電導(dǎo)率等于無限稀釋時(shí)陰、陽離子(lz)的的摩爾電導(dǎo)率之和。摩爾電導(dǎo)率之和。 根據(jù)離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律，可以用強(qiáng)電解質(zhì)無限稀釋根據(jù)離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律，可以用強(qiáng)電解質(zhì)無限稀釋(xsh)摩爾電導(dǎo)率計(jì)算弱電解質(zhì)無摩爾電導(dǎo)率計(jì)算弱電解質(zhì)無限稀釋限稀釋(xsh)

12、摩爾電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率 溶液濃度降低時(shí)，摩爾電導(dǎo)率也增加。在溶溶液濃度降低時(shí)，摩爾電導(dǎo)率也增加。在溶液極稀時(shí)，隨著溶液濃度的降低，摩爾電導(dǎo)率急液極稀時(shí)，隨著溶液濃度的降低，摩爾電導(dǎo)率急劇增加。劇增加?？聽杽谑┕娇聽杽谑┕?gngsh)不適用于弱電解質(zhì)。不適用于弱電解質(zhì)。第13頁/共89頁第十四頁，共89頁。（2）無限）無限(wxin)稀釋時(shí)離子的遷移數(shù)稀釋時(shí)離子的遷移數(shù)注意：離子的摩爾電導(dǎo)率須指明涉及的基本單元注意：離子的摩爾電導(dǎo)率須指明涉及的基本單元習(xí)慣上，將一個(gè)習(xí)慣上，將一個(gè)(y )電荷數(shù)為電荷數(shù)為ZB的離子的的離子的1ZB作為基本單元作為基本單元如鉀、鎂、鋁離子的基本單元分別為如鉀、鎂

13、、鋁離子的基本單元分別為相應(yīng)的摩爾電導(dǎo)率分別相應(yīng)的摩爾電導(dǎo)率分別為：為：1ttuuutuuut,m,mmtt)tt (mmmmtm,mtm,m第14頁/共89頁第十五頁，共89頁。第15頁/共89頁第十六頁，共89頁。 5電導(dǎo)測定電導(dǎo)測定(cdng)的應(yīng)用的應(yīng)用（1）計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離常數(shù)）計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離常數(shù)若濃度為若濃度為c的醋酸水溶液中，醋酸部分解離，解離度為的醋酸水溶液中，醋酸部分解離，解離度為a時(shí)時(shí) ：第16頁/共89頁第十七頁，共89頁。第17頁/共89頁第十八頁，共89頁。對(duì)于難溶鹽的電解質(zhì)溶液對(duì)于難溶鹽的電解質(zhì)溶液(rngy)，必須從中扣除水的電導(dǎo)率，即，必須

14、從中扣除水的電導(dǎo)率，即由于溶解度很小，溶液中離子由于溶解度很小，溶液中離子(lz)的濃度很低的濃度很低 利用公式利用公式 計(jì)算計(jì)算(j sun)難溶鹽的飽和溶液的濃度（難溶鹽的溶解度）難溶鹽的飽和溶液的濃度（難溶鹽的溶解度） （2）計(jì)算難溶鹽的溶解度）計(jì)算難溶鹽的溶解度 第18頁/共89頁第十九頁，共89頁。第19頁/共89頁第二十頁，共89頁。用用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定HClHClNa+OH+H+Cl=Na+Cl+H2O用用NaOHNaOH滴定滴定HAcHAc Na Na+OH+OH+HAc =Na+HAc =Na+Ac+Ac+H+H2 2O O用BaCl2滴定Tl2SO4，產(chǎn)物(

15、chnw)BaSO4，TlCl均為沉淀（3 3）電導(dǎo)滴定）電導(dǎo)滴定 在滴定過程中，離子濃度不斷變化，電導(dǎo)率也不斷變化，利用電導(dǎo)率變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確在滴定過程中，離子濃度不斷變化，電導(dǎo)率也不斷變化，利用電導(dǎo)率變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確定定(qudng)(qudng)滴定終點(diǎn)。電導(dǎo)滴定的優(yōu)點(diǎn)是不用指示劑，對(duì)有色溶液和沉淀反應(yīng)都能得到較滴定終點(diǎn)。電導(dǎo)滴定的優(yōu)點(diǎn)是不用指示劑，對(duì)有色溶液和沉淀反應(yīng)都能得到較好的效果，并能自動(dòng)紀(jì)錄。例如：好的效果，并能自動(dòng)紀(jì)錄。例如：第20頁/共89頁第二十一頁，共89頁。alnRTalnRToo7.4 電解質(zhì)的平均離子電解質(zhì)的平均離子(lz)活度因子及德拜活度因子及德拜休克爾極限公

16、式休克爾極限公式 1、平均、平均(pngjn)離子活度和平均離子活度和平均(pngjn)離子活度因子離子活度因子 對(duì)于非理想溶液，溶質(zhì)對(duì)于非理想溶液，溶質(zhì)B的化學(xué)勢為的化學(xué)勢為 + 正、負(fù)離子的活度正、負(fù)離子的活度+ 正、負(fù)離子活度因子正、負(fù)離子活度因子 b+ b 正、負(fù)離子質(zhì)量摩爾濃度正、負(fù)離子質(zhì)量摩爾濃度 強(qiáng)電解質(zhì)溶于水后全部電離成正、負(fù)離強(qiáng)電解質(zhì)溶于水后全部電離成正、負(fù)離子子 整體整體(zhngt)電解質(zhì)的化學(xué)勢電解質(zhì)的化學(xué)勢 ：定義：定義：平均離子活度為平均離子活度為平均離子活度因子平均離子活度因子平均離子質(zhì)量摩爾濃度平均離子質(zhì)量摩爾濃度第21頁/共89頁第二十二頁，共89頁。整體整體

17、(zhngt)電解質(zhì)的活度為電解質(zhì)的活度為a，則電解質(zhì)的化學(xué)勢為：，則電解質(zhì)的化學(xué)勢為：第22頁/共89頁第二十三頁，共89頁?？偨Y(jié)總結(jié)(zngji)2電導(dǎo)電導(dǎo) 摩 爾 電 導(dǎo)摩 爾 電 導(dǎo)率率 電 導(dǎo)電 導(dǎo)率率cellAlGKGs溶液溶液(rngy)導(dǎo)電性能的表示法導(dǎo)電性能的表示法極限摩爾電導(dǎo)率極限摩爾電導(dǎo)率m摩爾摩爾(m r)電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系濃度降低，濃度降低，摩爾電導(dǎo)率增加摩爾電導(dǎo)率增加強(qiáng)電解質(zhì)：強(qiáng)電解質(zhì)：滿足柯爾勞施公式滿足柯爾勞施公式弱電解質(zhì)：弱電解質(zhì)：不滿足柯爾勞施公式不滿足柯爾勞施公式（可用作圖法求（可用作圖法求 ）m可用離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律求可用離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律

18、求m電導(dǎo)測定的應(yīng)用電導(dǎo)測定的應(yīng)用計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離常數(shù)計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離常數(shù)計(jì)算難溶鹽的溶解度計(jì)算難溶鹽的溶解度 第23頁/共89頁第二十四頁，共89頁。平平 均均 離離 子子 活活 度度 ： 平平 均均 離離 子子 活活 度度 因因 子：子：平均離子質(zhì)量摩爾濃度平均離子質(zhì)量摩爾濃度：離子平均離子平均(pngjn)活度、平均活度、平均(pngjn) 活度因子活度因子第24頁/共89頁第二十五頁，共89頁。第25頁/共89頁第二十六頁，共89頁。2、離子、離子(lz)強(qiáng)強(qiáng)度度由表可以看出：由表可以看出：（1）離子的）離子的總是小于總是小于1（無限稀時(shí)達(dá)到極限值（無限稀時(shí)達(dá)到極限值

19、1），且隨濃度的增大而減小。但當(dāng)濃度），且隨濃度的增大而減小。但當(dāng)濃度增加到一定增加到一定(ydng)程度時(shí)，程度時(shí)，可能隨濃度的增加而變大?？赡茈S濃度的增加而變大。（2）在稀溶液范圍內(nèi)，對(duì)相同價(jià)型的電解質(zhì)，當(dāng)）在稀溶液范圍內(nèi)，對(duì)相同價(jià)型的電解質(zhì)，當(dāng)b相同時(shí)，其相同時(shí)，其值近乎相等。不同價(jià)型值近乎相等。不同價(jià)型的電解質(zhì)，當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)，當(dāng)b相同，高價(jià)型電解質(zhì)的相同，高價(jià)型電解質(zhì)的較小。較小。離子強(qiáng)度：溶液中每種離子的質(zhì)量摩爾濃度乘以該離子電荷數(shù)的平方離子強(qiáng)度：溶液中每種離子的質(zhì)量摩爾濃度乘以該離子電荷數(shù)的平方(pngfng)所得各項(xiàng)之和的一半稱為離子強(qiáng)度所得各項(xiàng)之和的一半稱為離子強(qiáng)度稀溶液范圍內(nèi)，

20、電解質(zhì)的稀溶液范圍內(nèi)，電解質(zhì)的與與I 的關(guān)系為的關(guān)系為第26頁/共89頁第二十七頁，共89頁。第27頁/共89頁第二十八頁，共89頁。3德拜一休克爾極限德拜一休克爾極限(jxin)公式公式（1）離子）離子(lz)氛氛 每個(gè)離子每個(gè)離子(lz)的周圍相對(duì)集中的周圍相對(duì)集中的是異性離子的是異性離子(lz)，形成了一個(gè)異性，形成了一個(gè)異性離子離子(lz)的氛圍，稱這種異性離于氛的氛圍，稱這種異性離于氛圍為離子圍為離子(lz)氛。氛。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1離子氛中異性離子的總電離子氛中異性離子的總電荷在數(shù)值上與中心離子的電荷相等荷在數(shù)值上與中心離子的電荷相等。 2 每個(gè)離子都可作為中心離每個(gè)離子都可作為中心

21、離子而被異性離子包圍，同時(shí)，每個(gè)離子子而被異性離子包圍，同時(shí)，每個(gè)離子又可成為另一個(gè)或若干個(gè)異性中心離子又可成為另一個(gè)或若干個(gè)異性中心離子的離子氛的一員。的離子氛的一員。 3 離于氛是瞬息萬變的。離于氛是瞬息萬變的。 4有了離子氛的模型，可將強(qiáng)電解質(zhì)溶液中離子間的靜電作用形象地當(dāng)作有了離子氛的模型，可將強(qiáng)電解質(zhì)溶液中離子間的靜電作用形象地當(dāng)作中心離子與其離子氛之間的作用，使所研究的問題大大簡化。中心離子與其離子氛之間的作用，使所研究的問題大大簡化。 （2）德拜一休克爾極限公式）德拜一休克爾極限公式 單個(gè)離子活度因子公單個(gè)離子活度因子公式式 平均離子活度因子公式平均離子活度因子公式 25水溶液水

22、溶液 Izz.lg5090（適用于強(qiáng)電解質(zhì)溶液）（適用于強(qiáng)電解質(zhì)溶液）第28頁/共89頁第二十九頁，共89頁。第29頁/共89頁第三十頁，共89頁。原電池的書面表示法原電池的書面表示法 左邊為負(fù)極（陽極），起氧化作用；左邊為負(fù)極（陽極），起氧化作用； 右邊為正極（陰極），起還原作用。右邊為正極（陰極），起還原作用。“|”“|”表示相與相之間的界面，若為兩個(gè)液相接界時(shí)，用表示相與相之間的界面，若為兩個(gè)液相接界時(shí)，用“”“”表示表示“|”“|”或或 “” “”表示鹽橋，使液接電勢降到可以忽略不計(jì)。表示鹽橋，使液接電勢降到可以忽略不計(jì)。要注明溫度，不注明就是要注明溫度，不注明就是(jish)298.

23、15 K(jish)298.15 K；要注明物態(tài)，氣體要注明壓力；要注明物態(tài)，氣體要注明壓力； 溶液要注明濃度。溶液要注明濃度。 氣體電極和氧化還原電極要寫出導(dǎo)電的惰性電極，通常是鉑電極。氣體電極和氧化還原電極要寫出導(dǎo)電的惰性電極，通常是鉑電極。 7-5 可逆電池可逆電池(dinch)及其電動(dòng)勢的測定及其電動(dòng)勢的測定原電池原電池（）極：（）極：Zn2e Zn2（氧化反（氧化反應(yīng)應(yīng)(fnyng)）（）極：（）極：Cu2+2e Cu（還原反（還原反應(yīng)應(yīng)(fnyng)）電池反應(yīng)電池反應(yīng)(fnyng)： Zn + Cu2 Zn2+ Cu電池電池符號(hào)符號(hào)：Zn| |ZnSO4CuSO4Cu Zn| |Z

24、nSO4 CuSO4Cu第30頁/共89頁第三十一頁，共89頁?？赡骐妱?dòng)勢必須滿足的兩個(gè)可逆電動(dòng)勢必須滿足的兩個(gè)(lin )條件條件（1 1）. . 電池中的化學(xué)反應(yīng)電池中的化學(xué)反應(yīng)(huxu fnyng)(huxu fnyng)可向正反兩方向進(jìn)行即充放電反應(yīng)互為可逆可向正反兩方向進(jìn)行即充放電反應(yīng)互為可逆 放電電池：放電電池：原電池，外加電動(dòng)勢原電池，外加電動(dòng)勢電池電動(dòng)勢電池電動(dòng)勢 電池充放電后，化學(xué)反應(yīng)體系復(fù)原電池充放電后，化學(xué)反應(yīng)體系復(fù)原第31頁/共89頁第三十二頁，共89頁。（負(fù)極）（負(fù)極）（正極）（正極）ClHAgAgClH22222放電放電充電充電第32頁/共89頁第三十三頁，共89

25、頁?？偡磻?yīng)總反應(yīng)(fnyng)：2H+ + Cu Cu2+ H2 充電和放電時(shí)的電池充電和放電時(shí)的電池(dinch)反應(yīng)不同反應(yīng)不同該電池該電池(dinch)為不可逆為不可逆 ( () 2H+ + 2e H2 ) 2H+ + 2e H2 陰極，還原陰極，還原(hun yun)(hun yun)( () Cu Cu2+ + 2e ) Cu Cu2+ + 2e 陽極，氧化陽極，氧化 電解池（充電）反應(yīng)：電解池（充電）反應(yīng)： 總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2H+ Zn+ + H2（）（）Zn Zn2+ + 2e 陽極，氧化陽極，氧化（）（）2H + 2e H2 陰極，還原陰極，還原原電池（放電）反應(yīng)：原

26、電池（放電）反應(yīng)： Zn, Cu棒插入棒插入H2SO4中構(gòu)成的電池中構(gòu)成的電池Zn|H2SO4 |Cu第33頁/共89頁第三十四頁，共89頁。（2 2）. . 電池在十分接近平衡狀態(tài)電池在十分接近平衡狀態(tài)(zhungti)(zhungti)下工下工作作0, 0dEI若若I0時(shí)，內(nèi)阻時(shí)，內(nèi)阻(ni z)不損耗電功變熱，把充電時(shí)的能量全部儲(chǔ)存起來不損耗電功變熱，把充電時(shí)的能量全部儲(chǔ)存起來，變成化學(xué)能，變成化學(xué)能,待放電時(shí)又把儲(chǔ)存的化學(xué)能全部變?yōu)殡娔艽烹姇r(shí)又把儲(chǔ)存的化學(xué)能全部變?yōu)殡娔茈姵鼐驮诮咏胶怆姵鼐驮诮咏胶?pnghng)的狀態(tài)下工作：的狀態(tài)下工作：E外外E只有滿足上述兩條件，電池反應(yīng)可逆

27、，能量可逆，方為可逆電池，只有滿足上述兩條件，電池反應(yīng)可逆，能量可逆，方為可逆電池，才能用熱力學(xué)方法研究才能用熱力學(xué)方法研究第34頁/共89頁第三十五頁，共89頁。特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin)：電動(dòng)勢穩(wěn)定且隨溫度改變很?。弘妱?dòng)勢穩(wěn)定且隨溫度改變很小2 2、韋斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池韋斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池20時(shí)時(shí) ES,20 = 1.01845V 25時(shí)時(shí) ES,25 = 1.01832VE ES S = 1.01845 = 1.01845 4.05 4.051010-5-5(t-20)(t-20) 9.5 9.51010-7-7(t-20)(t-20)2 2 + 1 + 11010-8-8(t-20)(t-20)3 3

28、負(fù)極：含鎘（負(fù)極：含鎘（Cd）12.5的鎘汞齊，的鎘汞齊， 正極：汞和硫酸亞汞的糊狀物，正極：汞和硫酸亞汞的糊狀物，兩極之間盛以兩極之間盛以CdSO4的飽和溶液，電池反應(yīng)的飽和溶液，電池反應(yīng)(fnyng)如下：如下： ()(+)第35頁/共89頁第三十六頁，共89頁。問題：為什么在一定溫度問題：為什么在一定溫度(wnd)下，含下，含Cd 的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在514%之間，之間，標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢有定值？標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢有定值？熔化物L(fēng)L+ L+室溫下，鎘汞系統(tǒng)存在熔融液室溫下，鎘汞系統(tǒng)存在熔融液L與固溶體與固溶體間的二相平衡，其中間的二相平衡，其中Cd在這兩相中都在這兩相中都達(dá)到飽和，即

29、使是鎘的含量發(fā)生達(dá)到飽和，即使是鎘的含量發(fā)生(fshng)少許變化，也只是改變兩相相對(duì)質(zhì)量，少許變化，也只是改變兩相相對(duì)質(zhì)量，Cd在兩相中的濃度仍維持不變；在兩相中的濃度仍維持不變； 所以電極電勢能保持恒定。所以電極電勢能保持恒定。第36頁/共89頁第三十七頁，共89頁。3電池電動(dòng)勢的測定電池電動(dòng)勢的測定可逆電池電動(dòng)勢的測定必須可逆電池電動(dòng)勢的測定必須(bx)在電流無限接近于零的條件下進(jìn)行。在電流無限接近于零的條件下進(jìn)行。 常采用對(duì)消法測量電池的電動(dòng)勢常采用對(duì)消法測量電池的電動(dòng)勢原理：是用一個(gè)方向相反但數(shù)值相同的電原理：是用一個(gè)方向相反但數(shù)值相同的電動(dòng)勢，對(duì)抗待測電池的電動(dòng)勢，使電路動(dòng)勢，對(duì)抗

30、待測電池的電動(dòng)勢，使電路(dinl)中并無電流通過中并無電流通過閉合雙向開關(guān)，改變滑動(dòng)接閉合雙向開關(guān)，改變滑動(dòng)接觸點(diǎn)的位置觸點(diǎn)的位置(wi zhi)，找到，找到C點(diǎn)點(diǎn)，使檢流計(jì)中無電流通過，則，使檢流計(jì)中無電流通過，則待測電池的電動(dòng)勢恰為待測電池的電動(dòng)勢恰為AC段的段的電勢差完全抵消。電勢差完全抵消。為了求得為了求得AC段的電勢差，可換用標(biāo)準(zhǔn)電池與雙向開關(guān)相連。標(biāo)準(zhǔn)電段的電勢差，可換用標(biāo)準(zhǔn)電池與雙向開關(guān)相連。標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢池的電動(dòng)勢E已知且保持恒定。用同法找出檢流計(jì)中無電流通過的另一點(diǎn)已知且保持恒定。用同法找出檢流計(jì)中無電流通過的另一點(diǎn)C，A C段的電勢差就等于段的電勢差就等于E。待測電池的

31、電動(dòng)勢為待測電池的電動(dòng)勢為：第37頁/共89頁第三十八頁，共89頁。工作電源電位計(jì)檢流計(jì)標(biāo)準(zhǔn)電池待測電池第38頁/共89頁第三十九頁，共89頁。 7.6 原電池?zé)崃W(xué)原電池?zé)崃W(xué) 1由可逆電動(dòng)勢計(jì)算電池反應(yīng)(fnyng)的摩爾吉布斯函數(shù)變 狀態(tài)狀態(tài)(zhungti)1狀態(tài)狀態(tài)2恒溫恒溫(hngwn)恒恒壓可逆過程壓可逆過程G =Wr = 可逆電池可逆電池W電功電功W電功電功 =EQ交換交換1mol電子的電量：電子的電量：96485Cmol1 （1 法拉第法拉第 F）交換交換Zmol 電子的電量：電子的電量：z FrG m= zFE或或 rG m= zFE適用條件適用條件：可逆電池可逆電池研究意

32、義研究意義（1）用熱力學(xué)數(shù)據(jù)從理論上計(jì)算氧化還原反應(yīng)的電動(dòng)勢用熱力學(xué)數(shù)據(jù)從理論上計(jì)算氧化還原反應(yīng)的電動(dòng)勢 （2）可計(jì)算不易測量的某些電極的電極電勢）可計(jì)算不易測量的某些電極的電極電勢第39頁/共89頁第四十頁，共89頁。例例 計(jì)算計(jì)算(j sun)Mg2+/Mg的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢解：解： Mg| | Mg2+ （a=1） H+ （a=1） H2（100KPa）（）（Pt） （）（）Mg Mg2+ + 2e 陽極陽極(yngj)，氧化，氧化 （）（）2H + 2e H2 陰極，還原陰極，還原總反應(yīng)：總反應(yīng)： Mg + 2H+ Mg2+ + H2fGm（298K） 0 0 -456.03

33、 0（kJmol1） rGm0 = 456.03 kJmol1 E= rGm0 / zF = （465.031000）/（296458）= 2.37伏伏 E（電池）（電池）= E（+） E（）（） = E（ H+/H ） E（ Mg2+/Mg ）= 2.37伏伏 E（ Mg2+/Mg ）= 2.37伏伏第40頁/共89頁第四十一頁，共89頁。2由原電池電動(dòng)勢的溫度系數(shù)計(jì)算電池反應(yīng)由原電池電動(dòng)勢的溫度系數(shù)計(jì)算電池反應(yīng)(fnyng)的摩爾熵變的摩爾熵變3由電池電動(dòng)勢及電動(dòng)勢的溫度系數(shù)由電池電動(dòng)勢及電動(dòng)勢的溫度系數(shù)(xsh)計(jì)算電池反應(yīng)的摩爾焓變計(jì)算電池反應(yīng)的摩爾焓變r(jià)G m= zFE原電池電動(dòng)勢的

34、溫度系數(shù)原電池電動(dòng)勢的溫度系數(shù)p)TE(吉布斯一亥姆霍茲方程吉布斯一亥姆霍茲方程(fngchng)：mrmrmrSTHG第41頁/共89頁第四十二頁，共89頁。 4計(jì)算計(jì)算(j sun)原電池可逆放電時(shí)的反應(yīng)熱原電池可逆放電時(shí)的反應(yīng)熱 注意注意(zh y)，電池反應(yīng)的焓變，不等于該反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱，電池反應(yīng)的焓變，不等于該反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱，rHmQP原電池可逆放電原電池可逆放電(fng din)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)熱為可逆熱時(shí)，化學(xué)反應(yīng)熱為可逆熱Qr，m恒溫下：恒溫下：Pm, r)TE(zFTSTQ恒溫下電池可逆放電時(shí)：恒溫下電池可逆放電時(shí)：第42頁/共89頁第四十三頁，共89頁。解解：第43頁/共8

35、9頁第四十四頁，共89頁。5能斯特方程能斯特方程(fngchng)（1）電池反應(yīng)的能斯特方程）電池反應(yīng)的能斯特方程(fngchng) 對(duì)于下列反應(yīng)：對(duì)于下列反應(yīng)：有：有：因?yàn)橐驗(yàn)?yn wi)：故：故：25第44頁/共89頁第四十五頁，共89頁。按規(guī)定此電池按規(guī)定此電池(dinch)的電動(dòng)勢的電動(dòng)勢 E即為鋅電極的電極電勢即為鋅電極的電極電勢E（Zn2|Zn），）， 電池電池(dinch)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢E即為鋅電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢即為鋅電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢E（Zn2|Zn）于是：于是：（2）電極）電極(dinj)反應(yīng)的能斯特方程反應(yīng)的能斯特方程第45頁/共89頁第四十六頁，共89頁。rG

36、 m= zFEPm, r)TE(zFTSTQ電池反應(yīng)熱力學(xué)電池反應(yīng)熱力學(xué)能斯特方程能斯特方程總結(jié)總結(jié)(zngji)2第46頁/共89頁第四十七頁，共89頁。 7.7 電極電勢和液體接界電極電勢和液體接界(ji ji)電勢電勢原電池電動(dòng)勢等于原電池電動(dòng)勢等于(dngy)構(gòu)成電池的各相構(gòu)成電池的各相界面上所產(chǎn)生的電勢差的代數(shù)界面上所產(chǎn)生的電勢差的代數(shù)接觸電勢接觸電勢陽極電勢差（陽極電勢差（）液體接界電勢或擴(kuò)散電勢液體接界電勢或擴(kuò)散電勢陰極電勢差（陰極電勢差（+）第47頁/共89頁第四十八頁，共89頁。1、電極電勢、電極電勢（1）金屬）金屬溶液溶液(rngy)間的相間電勢差間的相間電勢差雙電層電荷相

37、反，存在雙電層電荷相反，存在(cnzi)一定的界面電位差一定的界面電位差單個(gè)電極電勢差的絕對(duì)值是無法單個(gè)電極電勢差的絕對(duì)值是無法(wf)直接測得的直接測得的第48頁/共89頁第四十九頁，共89頁。（2）電極電勢：以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為基準(zhǔn)）電極電勢：以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為基準(zhǔn)(jzhn)得到的相對(duì)電勢得到的相對(duì)電勢E（電池）（電池）= E（給定電極）（給定電極） E（標(biāo)準(zhǔn)氫電極）（標(biāo)準(zhǔn)氫電極）= E（給定電極）（給定電極） 此定義的電極電勢為還原電極電勢此定義的電極電勢為還原電極電勢 若給定電極實(shí)際上進(jìn)行若給定電極實(shí)際上進(jìn)行(jnxng)的反應(yīng)為還原反應(yīng)，的反應(yīng)為還原反應(yīng)，E（給定電極）為（給定電極）為正正

38、若給定電極實(shí)際上進(jìn)行若給定電極實(shí)際上進(jìn)行(jnxng)的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，E（給定電極）為（給定電極）為負(fù)負(fù)（3）電極）電極(dinj)反應(yīng)的能斯特方程反應(yīng)的能斯特方程（4）電池的電動(dòng)勢）電池的電動(dòng)勢 E（電池）（電池）= E（+ +） E（）（）或或 E （電池）（電池）= E （+ +） E （）（）E 0 電池反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行電池反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行第49頁/共89頁第五十頁，共89頁。注意注意(zh y)：第50頁/共89頁第五十一頁，共89頁。第51頁/共89頁第五十二頁，共89頁。KH2. 2. 液體接界電勢及消除液體接界電勢及消除 液液界面的電勢差稱作液體接界電勢，由不同

39、離子的擴(kuò)散引起液液界面的電勢差稱作液體接界電勢，由不同離子的擴(kuò)散引起(ynq)(ynq)的的（1) 1) 不同電解質(zhì)擴(kuò)散（濃度相同）不同電解質(zhì)擴(kuò)散（濃度相同）相同相同(xin tn)Cl-濃度，不濃度，不會(huì)擴(kuò)散會(huì)擴(kuò)散H+和和K+擴(kuò)散，擴(kuò)散速度擴(kuò)散，擴(kuò)散速度界面右邊界面右邊(yu bian)：正離子過剩正離子過剩界面左邊：負(fù)離子過剩界面左邊：負(fù)離子過剩因靜電吸引，形成雙電層，產(chǎn)因靜電吸引，形成雙電層，產(chǎn)生生液體接界電勢液體接界電勢（2） 相同電解質(zhì)，濃度不同的擴(kuò)散相同電解質(zhì)，濃度不同的擴(kuò)散高濃度向低濃度擴(kuò)散高濃度向低濃度擴(kuò)散AgNO3左邊正離子過剩左邊正離子過剩 右邊負(fù)離子過剩右邊負(fù)離子過剩形成

40、雙電層而產(chǎn)生液接界電位形成雙電層而產(chǎn)生液接界電位第52頁/共89頁第五十三頁，共89頁。液接電勢的消除液接電勢的消除不同不同(b tn)電解質(zhì)間連接鹽橋，界面就不產(chǎn)生液接電解質(zhì)間連接鹽橋，界面就不產(chǎn)生液接電勢電勢 第53頁/共89頁第五十四頁，共89頁。3. 接觸電勢（金屬接觸電勢（金屬(jnsh)金屬金屬(jnsh)間的接觸）間的接觸） 兩種金屬接觸時(shí)，不同兩種金屬接觸時(shí)，不同(b tn)金屬中的電子在接界處互相穿越的能力有金屬中的電子在接界處互相穿越的能力有差別，造成電子在界面兩邊的分布不均，在界面上產(chǎn)生的電勢差差別，造成電子在界面兩邊的分布不均，在界面上產(chǎn)生的電勢差 接觸電勢很小接觸電勢

41、很小接觸電勢很小，可忽略接觸電勢很小，可忽略用鹽橋消除用鹽橋消除(xioch)液液接電勢接電勢E （電池）（電池）= E （+ +） E （）（）第54頁/共89頁第五十五頁，共89頁。 78 電極(dinj)的種類1第一類電極(dinj) 將某金屬或吸附了某種氣體的惰性金屬置于含有該元素離子的溶液中構(gòu)成的。 （1） 金屬與其離子形成的電極(dinj) 銀電極(dinj) Ag+| Ag，鋅電極(dinj) Zn2+|Zn；鹵素電極：非金屬與其鹵素電極：非金屬與其(yq)離子形成的電極離子形成的電極 氯電極氯電極 Cl-|Cl2 (g)|Pt第55頁/共89頁第五十六頁，共89頁。（2）氫電極

42、）氫電極(dinj)標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極(dinj)的構(gòu)成的構(gòu)成 要求要求 ： P=P=100KPa aH+=1氫電極的特點(diǎn)：氫電極的特點(diǎn)：電極電勢隨溫度改變很小，電極電勢隨溫度改變很小，不能用在含有氧化劑的溶液中不能用在含有氧化劑的溶液中，也不能用在含汞或砷的溶液中，也不能用在含汞或砷的溶液中。實(shí)際應(yīng)用中往往采用實(shí)際應(yīng)用中往往采用(ciyng)其它電極作為參比電其它電極作為參比電極。極。酸性酸性(sun xn)溶液中的溶液中的氫電極氫電極第56頁/共89頁第五十七頁，共89頁。堿性堿性(jin xn)溶液中的氫電極溶液中的氫電極第57頁/共89頁第五十八頁，共89頁。（3 3）氧電極）氧電極

43、氧電極的構(gòu)造氧電極的構(gòu)造(guzo)(guzo)與氫電極的類似與氫電極的類似第58頁/共89頁第五十九頁，共89頁。（）（）（+）第59頁/共89頁第六十頁，共89頁。 2第二類電極1金屬一難溶鹽電極 金屬上覆蓋一層該金屬的難溶鹽，然后(rnhu)將它浸入含有該難溶鹽的負(fù)離子的溶液中構(gòu)成。甘汞甘汞(n n)電極：電極：Cl- |Hg2Cl2(s)|Hg(Pt)特特 點(diǎn)：易制備點(diǎn)：易制備 ，電極電勢穩(wěn)定，電極電勢穩(wěn)定， 作參比電極作參比電極 電極電勢電極電勢第60頁/共89頁第六十一頁，共89頁。第61頁/共89頁第六十二頁，共89頁。（2）金屬）金屬(jnsh)一難溶氧化物電極（銻一難溶氧化物

44、電極（銻氧化銻電極）氧化銻電極） 在銻捧上覆蓋一層三氧化二銻，將其浸入含有在銻捧上覆蓋一層三氧化二銻，將其浸入含有OH-離子的溶離子的溶液中，構(gòu)成銻一氧化銻電極。液中，構(gòu)成銻一氧化銻電極。第62頁/共89頁第六十三頁，共89頁。3、氧化還原電極、氧化還原電極將惰性金屬插入含有不同價(jià)態(tài)的離子將惰性金屬插入含有不同價(jià)態(tài)的離子(lz)溶液中構(gòu)成的電極溶液中構(gòu)成的電極（1）：）：Fe3+,Fe2+|Pt 電極反應(yīng)電極反應(yīng) Fe3+ +e- = Fe2+ 第63頁/共89頁第六十四頁，共89頁。 （2）醌氫醌電極）醌氫醌電極 醌氫醌：是等分子醌氫醌：是等分子(fnz)比的醌和氫醌的復(fù)合物，水溶液中按下比

45、的醌和氫醌的復(fù)合物，水溶液中按下式分解：式分解： C6H4O2C6H4(OH)2 = C6H4O2 + C6H4(OH)2 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： C6H4O2+2H+2e- = C6H4(OH)2由于由于(yuy)醌氫醌在水中的溶解度很小，醌氫醌在水中的溶解度很小，a(Q)=a(H2Q)電極電勢電極電勢通常通常(tngchng)(tngchng)將醌氫醌電極與甘汞電極組成原電池，測定其電動(dòng)勢將醌氫醌電極與甘汞電極組成原電池，測定其電動(dòng)勢E E，以計(jì)算待測溶液的，以計(jì)算待測溶液的pHpH。若同參比電極組成電池：若同參比電極組成電池：當(dāng)溶液的當(dāng)溶液的PH 7.09 （ + ） 醌氫醌電極醌氫醌電極

46、 （）甘汞電極（）甘汞電極當(dāng)溶液的當(dāng)溶液的PH 7.09 （）（） 醌氫醌電極醌氫醌電極 （ + ）甘汞電極）甘汞電極 醌氫醌電極不能用于堿性溶液（醌氫醌電極不能用于堿性溶液（ PH 8.5）第64頁/共89頁第六十五頁，共89頁。 7. 9 原電池設(shè)計(jì)原電池設(shè)計(jì)(shj)舉例舉例原電池原電池(dinch)設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：（1）寫出電極反應(yīng)）寫出電極反應(yīng)（2）找出正（陽）極、負(fù)（陰）極）找出正（陽）極、負(fù)（陰）極（2）寫出電池）寫出電池(dinch)符號(hào)符號(hào)1、氧化還原、氧化還原(hun yun)反應(yīng)反應(yīng)（1）Cu+Cu2 2 Cu A（） Cu Cu e Cue Cu（+ +） CuCu

47、2 2+ e Cu+ e Cu B BCu Cu 2e Cu2e Cu2 22Cu2Cu2 2+ 2e 2Cu+ 2e 2Cu C C2Cu 2Cu 2e 2Cu2e 2CuCuCu2 2+ 2e Cu+ 2e CuCu | | CuCu (a(a1 1) ) ，CuCu2 2 (a(a2 2) Pt) Pt第65頁/共89頁第六十六頁，共89頁。（2）H2（g）+1/2O2 （g） H20（g） （）極（）極 H2（g）+ 2OH 2H20（g）+ 2e （+ +）極）極 1/2O2 （g） + H20（g）+ 2e 2OH電池電池(dinch)符號(hào)：符號(hào)： Pt | H2（g）（）（P1）

48、 OH(a) O2 （g） （P2） Pt電池電池(dinch)符號(hào)：符號(hào)： Pt | H2（g）（）（P1） H (a) O2 （g） （P2） Pt（）極（）極 H2（g） 2H+ 2e（+ +）極）極 1/2O2 （g） + 2H + 2e H20（g） 或或：（）極（）極 H2（g） 2H+ 2e（+ +）極）極 1/2O2 （g） + H20（g）+ 2e 2OHPt | H2（g）（）（P1） H (a) OH(a) O2 （g） （P2） Pt錯(cuò)錯(cuò)電池電池(dinch)反應(yīng)：反應(yīng)： H2（g）+1/2O2 （g） 2H+ 2OH分別在兩個(gè)不同的空間反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的空間反應(yīng)第6

49、6頁/共89頁第六十七頁，共89頁。液體接界電勢或擴(kuò)散電勢液體接界電勢或擴(kuò)散電勢接觸電勢接觸電勢陽極電勢差（陽極電勢差（）陰極電勢差（陰極電勢差（+）1、電池、電池(dinch)的電動(dòng)勢的電動(dòng)勢 E （電池（電池(dinch)）= E （+） E （）（）第二類電極第二類電極甘汞電極：甘汞電極：Cl- - |Hg|Hg2 2ClCl2 2(s)|(s)|Hg(Pt)氧化還原電極氧化還原電極Fe3+,Fe2+|Pt|Pt氫電極氫電極(dinj)氧電極氧電極(dinj)(dinj)第一類電極第一類電極H |H|H2 2(g)|(g)|PtOH，H2O |H|H2 2(g)|(g)|PtH，H2O

50、|O2(g)|PtOH，H2O |O2(g)|Pt2、電極的種類、電極的種類總結(jié)總結(jié)3第67頁/共89頁第六十八頁，共89頁。2、擴(kuò)散過程、擴(kuò)散過程(guchng)（1）氣體的擴(kuò)散過程）氣體的擴(kuò)散過程(guchng) H2（g ，p1） H2（g ，p2）(p1 p2）（）（） H2（g ，p1）2H (a) +2e （+ ）2H (a) +2e H2（g ，p2）電池符號(hào)：電池符號(hào)：Pt | H2（g，P1） H (a) H2（g，P2） Pt（2）離子的擴(kuò)散過程）離子的擴(kuò)散過程 H（a1） H（a2）（）（ a1 a2 ）（）（） 1/2H2（g ，p）H （a2） + e （+ ） H

51、(a1) +e 1/2H2 （g ，p）電池電池(dinch)符號(hào)：符號(hào)：Pt | H2（g，P） H (a2) H (a1) H2（g，P） Pt（3）擴(kuò)散過程）擴(kuò)散過程(guchng)組成電池的電動(dòng)勢組成電池的電動(dòng)勢1212aalnZFRTEpplnZFRTE或第68頁/共89頁第六十九頁，共89頁。3、沉淀、沉淀(chndin)反應(yīng)反應(yīng) 中和反應(yīng)中和反應(yīng)第69頁/共89頁第七十頁，共89頁。第70頁/共89頁第七十一頁，共89頁。 7.10 分解分解(fnji)電壓電壓一、原電池與電解池一、原電池與電解池實(shí)實(shí) 質(zhì)化學(xué)能質(zhì)化學(xué)能電能電能電能電能化學(xué)能化學(xué)能電極名稱電極名稱 E（?。ㄐ。┴?fù)

52、極負(fù)極 與電源負(fù)極相連與電源負(fù)極相連陰極陰極 E（大）（大）正極正極 與電源正極相連與電源正極相連陽極陽極(yngj)電極反應(yīng)電極反應(yīng) 負(fù)極氧化負(fù)極氧化 陽極陽極(yngj)氧化氧化 正極還原正極還原 陰極還原陰極還原電極名稱間關(guān)系電極名稱間關(guān)系 負(fù)極負(fù)極陽極陽極(yngj) 陽極陽極(yngj) 正極正極 正極正極 陰極陰極 陰極陰極負(fù)極負(fù)極研究條件研究條件 平衡態(tài)平衡態(tài) 非平衡態(tài)非平衡態(tài)陽陽極極陰陰極極第71頁/共89頁第七十二頁，共89頁。二、分解電壓二、分解電壓1、實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)(shyn)事實(shí)事實(shí)2、分解電壓（、分解電壓（E分解）：分解）： 使電解質(zhì)在兩極使電解質(zhì)在兩極(lingj)繼續(xù)

53、不斷地進(jìn)行分解時(shí)所需的最小外加電壓繼續(xù)不斷地進(jìn)行分解時(shí)所需的最小外加電壓NaOH第72頁/共89頁第七十三頁，共89頁。3、理論、理論(lln)分析分析電解時(shí)：陽極電解時(shí)：陽極(yngj) 4 OH 4e =O2 （g） +2H20 陰極：陰極：2H2O+2e=H2（g）+2OH吸附吸附Pt形成氧電形成氧電極極吸附吸附Pt形成氫電形成氫電極極NaOH為電解質(zhì)為電解質(zhì)組成氫氧電組成氫氧電池池OHOHP/Halg.V.aplg.)HOH(E)HOH(E)(059082770120590222222OHOOHa.p/palg.)OHO(E)OHO(E)(05904010405902422E（電池（電

54、池(dinch)）= 1.23V電池的電動(dòng)勢與外電源相反，叫反電動(dòng)勢（理論分解電壓）電池的電動(dòng)勢與外電源相反，叫反電動(dòng)勢（理論分解電壓）E（理）（理）=1.23伏伏E（實(shí)）（實(shí)）=1.69伏伏？電解電解NaOH（a=1）H2（g）+2OH -2e = 2H2OO2 （g）+ 2H20+4e = 4 OH第73頁/共89頁第七十四頁，共89頁。 7.11 極化極化(j hu)作用作用1、電極、電極(dinj)極化極化計(jì)算理論分解計(jì)算理論分解(fnji)電壓：電壓：E（理）（理）=E（陽極理論析出）（陽極理論析出） E（陰極理論析出）（陰極理論析出） 用能斯特方程計(jì)算用能斯特方程計(jì)算 （電流為零，

55、（電流為零， 平衡電勢）平衡電勢）有電流通過電極時(shí)有電流通過電極時(shí) E（陽極理論析出）（陽極理論析出） E（陽極實(shí)際析出）（陽極實(shí)際析出） E（陰極理論析出）（陰極理論析出） E（陰極理論析出）（陰極理論析出）產(chǎn)生差別產(chǎn)生差別（1）電極的極化：）電極的極化： 電流通過電極時(shí)，電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象電流通過電極時(shí)，電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象 超電勢（超電勢（ ）：某一電流密度下的電極電勢與其平衡電極電勢之差的絕對(duì)值）：某一電流密度下的電極電勢與其平衡電極電勢之差的絕對(duì)值 的數(shù)值表示極化程度的大小。的數(shù)值表示極化程度的大小。 有濃差超電勢和活化超電勢有濃差超電勢和活化超電勢第74頁/共

56、89頁第七十五頁，共89頁。（2）極化產(chǎn)生）極化產(chǎn)生(chnshng)的原因的原因濃差極化：由于濃度差別引起的電極電勢的改變濃差極化：由于濃度差別引起的電極電勢的改變用攪拌和升溫的方法可以減少用攪拌和升溫的方法可以減少(jinsho)(jinsho)濃差極化濃差極化 電解過程中：電解過程中：V V離子擴(kuò)散離子擴(kuò)散V V電極反應(yīng)電極反應(yīng) 導(dǎo)致電極附近導(dǎo)致電極附近(fjn)(fjn)溶液的濃度小于本體溶液濃度溶液的濃度小于本體溶液濃度 使陰極電勢變得更負(fù)使陰極電勢變得更負(fù)陰極陰極第75頁/共89頁第七十六頁，共89頁。電化學(xué)極化：電化學(xué)反應(yīng)本身的遲緩性而引起電化學(xué)極化：電化學(xué)反應(yīng)本身的遲緩性而引起(ynq)的極化的極化 陰極：陰極：Zn2+2eZn 當(dāng)電流通過電極時(shí)，當(dāng)電流通過電極時(shí)，V電極反應(yīng)電極反應(yīng) V電源供電子，電源供電子， 電極表面上自由電子數(shù)量的增多，電極表面上自由電子數(shù)量的增多， 電極電勢變得更負(fù)電極電勢變得更負(fù) 電化學(xué)極化難消除電化學(xué)極化難消除 綜上所述，陰極極化的結(jié)果，使電極電勢變得更負(fù)綜上所述，陰極極化的結(jié)果，使電極電勢變得更負(fù) 陽極極化的結(jié)果，使電極電勢變得更正陽極極化的結(jié)果，使電極電勢變得更正 (,) (,)(,)(,() EEEE陰不可逆陽不平可逆陽陰陽陰 平產(chǎn)生產(chǎn)生(chnshng)超電勢超電勢第76頁/共