物理化学第八章electrochemistry-1 (2).ppt

* 8.6 电极反应的电势和标准电势 电极反应的标准电势 标准氢电极（SHE） 电极反应的Nernst方程 电极反应的电势与电池反应的电势 Cu?Zn?ZnSO4(m1)? CuSO4(m2)?Cu E = ?+– ?- 当消除了液接电势后， 正极的界面电势差 负极的界面电势差 单个电极的界面电势差无法测量的 绝对电势 只能选定参照电极 以氢电极为负极(即假定起氧化反应)，以欲测的电极为正极(假定起还原反应)，组合成的电池反应的标准电势定义为所欲测电极在该温度下的标准电极电势，用符号E?表示。 H+［a(H+)=1］｜H2（p?＝0.1 MPa)｜Pt 规定 电极反应的标准电势 25℃时某些电极反应的标准电势 (p?＝101kPa) 电极 电极反应（还原） E?/V K+?K Na+?Na Mg2+?Mg Mn2+?Mn Zn2+?Zn Fe2+?Fe Co2+?Co Ni2+?Ni Sn2+?Sn Pb2+?Pb H+?H2?Pt Cu2+?Cu Cu+?Cu K+ + e- K Na+ + e - Na Mg2+ + 2e- Mg Mn2+ + 2e- Mn Zn2+ + 2e- Zn Fe2++ 2e- Fe Co2++ 2e- Co Ni2++ 2e- Ni Sn2+ +2e- Sn Pb2++2e- Pb H+ +e- 1/2H2 Cu2+ +2e- Cu Cu+ +e- Cu -2.924 -2.7107 -2.375 -1.029 -0.7626 -0.409 -0.28 -0.23 -0.1362 -0.1261 0.0000(定义量) +0.3402 +0.522 ① 电极反应一律写还原形式. 例如 Cu2+ + 2e- = Cu ② 电极符号总是从溶液到电极 两点注意： 例如 镀有铂黑的铂片 标准压力下氢气 标准氢电极（SHE） SHE??Cu2+ (a=0.1) ?Cu H2(Po) + Cu2+(a) = 2H+ (a=1)+ Cu 电极反应的Nernst方程 电池反应: 电池反应Nernst方程： 电极反应Nernst方程 例如： Cl-(a)?AgCl?Ag电极 还原反应：AgCl(s)+e-?Ag(s)+Cl-(a) Cl- (a) ｜Cl2｜Pt 电极反应的电势与电池反应的电势 例如 (Pt) H2 (P) ?HCl(m)?AgCl，Ag 8.7 各种电极的类型和标准电池 标准电池 电极的类型 电极的类型 第一类电极: 包括 金属电极（metal electrode） 汞齐电极（amalgam electrode） 气体电极（gas electrode） 金属?金属离子电极 Cu2+ ? Cu Cu2+ + 2e–? Cu Zn2+ ? Zn-Hg Zn2+ + 2e–? Zn(a) 汞齐电极 金属与汞的合金 非纯物质 H+(c) ? H2(g)，Pt 三相: H2 gas H+ solution Pt plate 铂－非金属－非金属离子电极 又称气体电极 2H2O + 2e- ? H2+2OH- 2H+ + 2e- ? H2 OH- ? H2(g)，Pt H+(c) ? H2(g)，Pt 碱性条件 酸性条件 氢电极 O2 + 2H2O + 4e- ? 4OH- O2 + 4H+ + 4e- ? 2 H2O OH-(c) ? O2(P) Pt(s) H+(c) ?O2(P), Pt(s) 碱性条件 酸性条件 氧气电极 第二类电极 金属-难溶盐-难溶盐阴离子电极 Cl- ?AgCl(s) Ag(s) AgCl(s) + e- ?? Ag(s) + Cl- (c) Cl-(c) ? Hg2Cl2(s), Hg(l) 橡皮塞 饱和KCl KCl晶体 素瓷 素瓷 Hg2Cl2 Hg 图12-4 饱和甘汞电极示意图 Pt 甘汞电极（calomel electrode） Hg2Cl2(s) + 2e- ? 2Hg(l) + 2Cl-(c) good reproducibility and ease of construction and maintenance E0/ V＝ 0.2412 - 6.61? 10-4 (T-25) - 1.7 ? 10-6 (T-25)2 - 9? 10-10 (T-25)3 常作为参比电极 (reference el