[理学]9章可逆电池的电动势及其应用.ppt

第九章 可逆电池的电动势及其应用 §1 可逆电池和可逆电极 §2 电动势的测定 §3 可逆电池的书写方法及电动势的取号 §4 可逆电池的热力学 §5 电动势产生的机理 §6 电极电势和电池的电动势 §7 浓差电池和液接界电势的计算 §8 电动势测定的应用 §9 生物电化学 联系热力学和电化学的重要桥梁 §1 可逆电池和可逆电极 化学电源中氧化还原反应的特征 组成可逆电池的必要条件 组成可逆电池的必要条件 组成可逆电池的必要条件 组成可逆电池的必要条件 可逆电极的类型及电极反应 第一类电极及其反应 第一类电极及其反应 第一类电极及其反应 第二类电极及其反应 第二类电极及其反应 第三类电极及其反应 §2 电动势的测定 对消法测定电池电动势 标准电池 电动势的测定 测量可逆电池的电动势的仪器，为电位差计。这里要注意满足可逆电池的条件：电极反应是可逆的，因此通过的电流要无限小。 　　若有某一定电流通过电池时，在电池内阻上要产生电位降，这时两电极间电位差就小于电池的电动势。所以只有在没有电流通过电池时，两电极间电位差才为电池的电动势。因此，不能直接用伏特计来测量电池的电动势。 通常用对消法测电池电动势。 对消法测定电池电动势 注意事项： 标准电池 标准电池 镉汞双组分相图 §3可逆电池的书写方法及电动势的取号 可逆电池的书写方法 电动势的取号 可逆电池的书写方法 可逆电池的书写方法 4 .以化学式表示电池中各物质的组成,并注明固、液、气等物态。对气体注明压力,对溶液注明活度。同时要注明温度，不注明就是298.15 K 。气体电极和氧化还原电极还要写出所依附的惰性电极，通常有铂电极、石墨电极等。 5 .书写电极反应时，必须遵守物量和电荷量平衡，即要配平 。 6. 整个电池的电动势用右边正极的还原电势减去左边负极的还原电势，即 电池表示式与电池反应‘互译’的一般方法 电池表示式与电池反应‘互译’的一般方法 如何将化学反应设计成电池 （1）根据元素氧化数的变化，确定氧化-还原电对(必要时可在方程式两边加同一物质）； （2）由氧化-还原电对确定可逆电极，确定电解质溶液，设计成可逆电池（双液电池必须加盐桥）； （3）检查所设计电池反应是否与原反应吻合。 电池表示式与电池反应‘互译’的一般方法 电池表示式与电池反应‘互译’的一般方法 电池表示式与电池反应‘互译’的一般方法 电池表示式与电池反应‘互译’的一般方法 电池电动势的取号 电池电动势的取号 §4 可逆电池的热力学 Nernst方程 由标准电动势Eθ求电池反应的平衡常数 由电动势E及其温度系数求反应的?rHm和?rSm 能斯特(Nernst)方程 标准电动势E?与反应平衡常数之间的关系 标准电动势E?与反应平衡常数之间的关系 例如电池 : 标准电动势E?与反应平衡常数之间的关系 从上可以看出，E、E?与电池反应的写法无关 电动势E及温度系数 求?rHm和?rSm 电动势E及温度系数 求?rHm和?rSm § 5 电动势产生的机理 电池电动势产生的机理 电池电动势产生的机理 电池电动势产生的机理 电池电动势产生的机理 电池电动势产生的机理 电池电动势产生的机理 § 6 电极电势和电池电动势 标准氢电极的提出 标准氢电极 氢标还原电极电势 为何电极电势有正、有负？ 标准电极电势表 关于标准电极电势表的说明： 1）是以标准氢电极的电极电势为零点，把各种标准电极电势按数值大小排成的序列表； 2）它反映了在电极上可能发生电化学反应的序列，即进行反应时，在电极上得、失电子的能力。【电极电势越负，越容易失去电子；反之，电极电势越正，越容易得到电子】 二级标准电极——甘汞电极 电极电势计算通式 电动势的计算 电动势的计算 电动势的计算 用电极电势计算电池电动势时应注意三点： (1)．电极反应要配平（物量和电荷量平衡）。 (2)．必须是还原电极电势，按书写顺序??右?—??左?，若? 为正值则反应自发，若求得?为负，反应为非自发。 (3)．要注明电极的物态及各物质的活度。 电动势的计算 例题 例题 §7 浓差电池和液体接界电势的计算 （1）浓差电池(Concentration Cell) （1）浓差电池(Concentration Cell) （1）浓差电池(Concentration Cell) （1）浓差电池(Concentration Cell) （2）液体接界电势Ej （2）液体接界电势Ej （2）液体接界电势Ej (3) 对盐桥作用的说明 电解质浓差电池中，如果让两种不同浓度的溶液直接接触，这样在液/液界面上就会存在微