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普通化学第4章电化学普通化学第4章电化学普通化学第4章电化学
1 第四章 电化学 4.1 原电池 4.1.1 原电池中的化学反应 4.1.2 原电池的热力学 4.2电极电势 4.2.1 标准电极电势 4.2.2 电极电势的能斯特方程 4.3电动势与电极电势的应用 4.3.1 氧化剂和还原剂相对强弱的比较 4.3.2 氧化还原反应方向的判断 4.3.3 氧化还原反应进行程度的衡量 4.6 金属的腐蚀与防止 4.6.1腐蚀的分类 4.6.3金属腐蚀的防止 (4学时) Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2 4.1 原电池 4.1.1 原电池中的化学反应 1.原电池 对于自发反应：Cu2++Zn→Zn2++Cu ΔrGm(298.15K) y =-212.55kJ·mol-1 原电池是将化学能直接转变为电能的装置。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3 原电池的组成 根据检流计指针偏转方向 知电流方向： Cu→Zn 可知,电势:Zn—低,Cu—高 因而电极名:Zn—负,Cu—正 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4 盐桥 组成： 含有饱和氯化钾的琼胶溶液 作用： 沟通内电路，中和两溶液中过剩的电荷，保证反应继续进行。 金属导体如 Cu、Zn 惰性导体如 Pt、石墨棒 电极材料 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5 原电池符号 （或图示） 规定：负在左，正在右； 离子在中间，导体在外侧； 固-液有界面（|）,液-液有盐桥(‖）或 如:(-)Zn∣ZnSO4(c1)‖CuSO4(c2)∣Cu(+) （-）Zn∣Zn2+(c1)‖Cu2+(c2)∣Cu（+） （-）Pt∣Fe3+，Fe2+‖Cl-∣Cl2∣Pt（+） （-）Zn∣H2SO4∣Cu（+） 注意：当c=cy， p=py 时，可略去不写。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6 2. 电极和电极反应 e- 由电流方向知两极反应: 负极反应：Zn-2e- Zn2+ 氧化半反应 正极反应：Cu2++2e- Cu 还原半反应 图4.1铜锌原电池装置图 原电池是由两个半电池组成的；半电池中的反应就是半反应,即电极反应，所以半电池又叫电极（不是电极导体）。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7 还原态 氧化态+ne- 半反应（电极反应）涉及同一元素的氧化态和还原态： 这种共轭关系，称为氧化还原电对， 记为：“氧化态/还原态” 如： Zn2+/Zn， H+/H2， Fe3+/Fe2+， O2/OH-， Hg2Cl2/Hg， MnO4-/Mn2+ , 等。 其中n：为电子的化学计量系数，也为反应过程中，导线内通过的电子的摩尔数。 每摩尔电子所带的电量：Q=NAe= 96485C/mol 法拉第常数: F=96485C/mol Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 8 3.电池反应 Cu2++Zn Zn2++Cu 任一自发的氧化还原反应都可以组成一个原电池。 如： (-)Zn∣Zn2+ (c1)‖Cu2+(c2)∣Cu(+) 再如： Cu(s)+ 2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s) (-)Cu∣Cu2+(c1) ‖Ag
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