第八章可逆电池的电动势及其应用课件.ppt

《第八章可逆电池的电动势及其应用课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章可逆电池的电动势及其应用课件.ppt（112页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 第八章第八章 可逆电池的电动势及其应用可逆电池的电动势及其应用电解质溶液电解质溶液电电极极电电极极 第八章第八章 可逆电池的电动势及其应用可逆电池的电动势及其应用8.1 可逆电池和可逆电极可逆电池和可逆电极（1学时）学时）8.2 电动势的测定电动势的测定（1学时）学时）8.9 生物电化学生物电化学（1学时）学时）8.3 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及电动势的取号（1学时）学时）8.4 可逆电池的热力学可逆电池的热力学（1学时）学时）8.5 电动势产生的机理电动势产生的机理（1学时）学时）8.6 电极电势和电池的电动势电极电势和电池的电动势（1学时）学时）8.7 浓差电池

2、和液体接界电势的计算公式浓差电池和液体接界电势的计算公式（1学时）学时）8.8 电动势测定的应用电动势测定的应用（1学时）学时）8.1 可逆电池和可逆电极可逆电池和可逆电极电化学与热力学的联系电化学与热力学的联系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和电极反应可逆电极的类型和电极反应在等温等压条件下的可逆变化：在等温等压条件下的可逆变化：电化学与热力学的联系电化学与热力学的联系当反应进度当反应进度=1mol时：时：热力学热力学电化学电化学？桥梁公式:（1 1）式中）式中）式中）式中z z为为为为=1mol=1mol时时时时参与反应的电子的量，由于参与反应的电子的量，由于参与

3、反应的电子的量，由于参与反应的电子的量，由于 与与与与反应计量方程式的写法有关，反应计量方程式的写法有关，反应计量方程式的写法有关，反应计量方程式的写法有关，z z亦与反应计量方程亦与反应计量方程亦与反应计量方程亦与反应计量方程式的写法有关。式的写法有关。式的写法有关。式的写法有关。讨论：讨论：讨论：讨论：（2 2）E E为体系的强度性质，其值与反应计量方为体系的强度性质，其值与反应计量方为体系的强度性质，其值与反应计量方为体系的强度性质，其值与反应计量方程式的写法无关。程式的写法无关。程式的写法无关。程式的写法无关。（3 3）上式为可逆电池中化学能与电能转化的基本定量）上式为可逆电池中化学能

4、与电能转化的基本定量）上式为可逆电池中化学能与电能转化的基本定量）上式为可逆电池中化学能与电能转化的基本定量关系式，是可逆电池热力学计算的基础，只能适用于可关系式，是可逆电池热力学计算的基础，只能适用于可关系式，是可逆电池热力学计算的基础，只能适用于可关系式，是可逆电池热力学计算的基础，只能适用于可逆电池。逆电池。逆电池。逆电池。只有在只有在可逆可逆变化中：变化中：组成可逆电池的必要条件组成可逆电池的必要条件EwGHS,研究研究可逆电池可逆电池具有重要的理论意义具有重要的理论意义所谓的可逆电池是指：充、放电时，进行的任何反应所谓的可逆电池是指：充、放电时，进行的任何反应所谓的可逆电池是指：充、

5、放电时，进行的任何反应所谓的可逆电池是指：充、放电时，进行的任何反应和过程都是可逆的，这样一类电池就是可逆电池。和过程都是可逆的，这样一类电池就是可逆电池。和过程都是可逆的，这样一类电池就是可逆电池。和过程都是可逆的，这样一类电池就是可逆电池。可逆电池须具备以下条件可逆电池须具备以下条件可逆电池须具备以下条件可逆电池须具备以下条件:（1 1）电池在充、放电时发生的反应须互为可逆反应。）电池在充、放电时发生的反应须互为可逆反应。）电池在充、放电时发生的反应须互为可逆反应。）电池在充、放电时发生的反应须互为可逆反应。（2 2）电池充、放电时的能量转换必须可逆，即通过）电池充、放电时的能量转换必须可

6、逆，即通过）电池充、放电时的能量转换必须可逆，即通过）电池充、放电时的能量转换必须可逆，即通过电池的电池的电池的电池的电流无限小电流无限小电流无限小电流无限小，无热功转化。，无热功转化。，无热功转化。，无热功转化。例如放电时的电池反应：例如放电时的电池反应：例如放电时的电池反应：例如放电时的电池反应：0.5 H0.5 H2 2+AgCl+AgClAg+HClAg+HCl充电时的电池反应：充电时的电池反应：充电时的电池反应：充电时的电池反应：Ag+HClAg+HCl 0.5 H0.5 H2 2+AgCl+AgCl此外电池中进行的其他过程也必须是可逆的此外电池中进行的其他过程也必须是可逆的此外电池

7、中进行的其他过程也必须是可逆的此外电池中进行的其他过程也必须是可逆的可逆电池作为原电池能做最大功，作为电解池，它消耗的电能可逆电池作为原电池能做最大功，作为电解池，它消耗的电能可逆电池作为原电池能做最大功，作为电解池，它消耗的电能可逆电池作为原电池能做最大功，作为电解池，它消耗的电能最小。最小。最小。最小。单液电池单液电池单液电池单液电池图图:丹尼尔丹尼尔Daniel电池电池（铜锌电池（铜锌电池)Zn -+CuZnSO4CuSO4多多孔孔隔隔膜膜Zn(s)+CuSOZn(s)+CuSO4 4 ZnSOZnSO4 4+Cu(s+Cu(s)放电放电充电充电尽管电极反应具有可逆性，但是尽管电极反应具

8、有可逆性，但是在液体接界处的扩散过程是不可在液体接界处的扩散过程是不可逆的，所以严格来说，双液电池逆的，所以严格来说，双液电池均为不可逆电池。实际经常按近均为不可逆电池。实际经常按近似可逆电池处理。似可逆电池处理。电极的类型和电极反应电极的类型和电极反应（1 1）第一类电极）第一类电极）第一类电极）第一类电极:可逆电极的类型和电极反应可逆电极的类型和电极反应1.1.金属电极：金属电极：金属电极：金属电极：M(s)|Mz+(a+)Mz+(a+)+ze-M(s)由金属浸在含该金属离子的溶液中构成由金属浸在含该金属离子的溶液中构成由金属浸在含该金属离子的溶液中构成由金属浸在含该金属离子的溶液中构成氢

9、电极氢电极结构：将镀有铂黑的铂片浸入含有结构：将镀有铂黑的铂片浸入含有H+或或OH-的溶液中，并不的溶液中，并不断通断通H2(g)就就构成了酸性或碱性氢电极构成了酸性或碱性氢电极。酸性酸性:H+|H2(g)|Pt电极反应：电极反应：2H+2e-H2(g)标准电极电势：标准电极电势：优点：电动势随温度改变很小。优点：电动势随温度改变很小。碱性碱性:OH,H2O|H2(g)|Pt电极反应：电极反应：2H2O+2e-H2(g)+2OH-2.2.气体电极：气体电极：气体电极：气体电极：氧电极氧电极 结构结构：将镀有铂黑的铂片浸入含有将镀有铂黑的铂片浸入含有H+或或OH-的溶液中，并的溶液中，并 不断通

10、不断通O2(g)就就构成了酸性或碱性氧电极构成了酸性或碱性氧电极碱性碱性:OH-,H2O|O2(g)|Pt电极反应：电极反应：O2(g)+2H2O+4e-4OH-酸性酸性:H+,H2O|O2(g)|Pt电极反应：电极反应：O2(g)+4H+4e-2H2ONa+(a)|Na(Hg)(a)Na+(a)+nHg+e-Na(Hg)n(a)4.4.汞齐电极：汞齐电极：汞齐电极：汞齐电极：3.3.卤素电极卤素电极卤素电极卤素电极:Cl-(a-)|Cl2(p),Pt Cl2(p)+2e-2Cl-(a)镉汞齐：镉汞齐：Cd(Hg)Cd2+Hg(l)+2e-Cd(Hg)(a)|Cd2+(a)汞有一种独特的性质，

11、它可以溶解多种金属（如金、银、钾、钠、汞有一种独特的性质，它可以溶解多种金属（如金、银、钾、钠、锌等），溶解以后便组成了汞和这些金属的合金，被称为汞齐，锌等），溶解以后便组成了汞和这些金属的合金，被称为汞齐，如金汞齐、钠汞齐。如金汞齐、钠汞齐。（2 2）第二类电极）第二类电极）第二类电极）第二类电极:难溶盐电极难溶盐电极难溶盐电极难溶盐电极：在金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐，浸入：在金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐，浸入：在金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐，浸入：在金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐，浸入含该微溶盐负离子的溶液中构成。含该微溶盐负离子的溶液中构成。含该微溶盐负离子的溶液中构成。

12、含该微溶盐负离子的溶液中构成。Hg,HgHg,Hg2 2ClCl2 2|Cl|ClAg,AgCl|ClAg,AgCl|ClAgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(a)难溶氧化物电极难溶氧化物电极难溶氧化物电极难溶氧化物电极：在金属表面覆盖一薄层该金属的难溶氧化：在金属表面覆盖一薄层该金属的难溶氧化：在金属表面覆盖一薄层该金属的难溶氧化：在金属表面覆盖一薄层该金属的难溶氧化物，浸入含有物，浸入含有物，浸入含有物，浸入含有HH+或或或或OHOH-的溶液中构成。的溶液中构成。的溶液中构成。的溶液中构成。甘汞电极甘汞电极和和银银-氯化银电极氯化银电极酸性酸性:H+|Sb2O3(s)|Sb电极反应：电极

13、反应：Sb2O3(s)+6H+6e-2Sb+3H2O(g)碱性碱性:OH-|Sb2O3(s)|Sb电极反应：电极反应：Sb2O3(s)+3H2O+6e-2Sb+6OH-（3 3）第三类电极）第三类电极）第三类电极）第三类电极氧化还原电极氧化还原电极氧化还原电极氧化还原电极：由惰性金属插入含某种离子的两种不：由惰性金属插入含某种离子的两种不：由惰性金属插入含某种离子的两种不：由惰性金属插入含某种离子的两种不同氧化同氧化同氧化同氧化 态的溶液中构成。态的溶液中构成。态的溶液中构成。态的溶液中构成。PtPt|FeFe3+3+,Fe,Fe2+2+电极电极电极电极PtPt|SnSn4+4+,Sn,Sn2

14、+2+电极电极电极电极8.2 电动势的测定电动势的测定$对消法测电动势的原理对消法测电动势的原理$标准电池标准电池$电动势与温度的关系电动势与温度的关系$为什么标准电池有稳定的电势值为什么标准电池有稳定的电势值电池的电动势能不能直接用伏特计来测量？电池的电动势能不能直接用伏特计来测量？1.因为当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过因为当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中就发生化学反应，溶液才能使伏特计显示，这样电池中就发生化学反应，溶液的浓度不断改变。因而电动势也不断变化，这时电池已的浓度不断改变。因而电动势也不断变化，这时电池已不是可逆电池。不是可逆

15、电池。2.电池本身有电阻，用伏特计所量出的只是两电极间的电电池本身有电阻，用伏特计所量出的只是两电极间的电势差而不是可逆电池的电势。所以测量可逆电池的电动势差而不是可逆电池的电势。所以测量可逆电池的电动势必须在几乎没有电流通过的情况下进行。势必须在几乎没有电流通过的情况下进行。对消法测定电动势的原理图对消法测定电动势的原理图1.1.标定：先连一个已知电标定：先连一个已知电标定：先连一个已知电标定：先连一个已知电动势的标准电池动势的标准电池动势的标准电池动势的标准电池Es,Es,调触点调触点调触点调触点使检流计中无电流，此时使检流计中无电流，此时使检流计中无电流，此时使检流计中无电流，此时EsE

16、s电动势等于电动势等于电动势等于电动势等于ACAC段的电段的电段的电段的电位差。位差。位差。位差。2.2.测试：连通待测电池测试：连通待测电池测试：连通待测电池测试：连通待测电池Ex,Ex,调至无电流，因此调至无电流，因此调至无电流，因此调至无电流，因此ExEx电动电动电动电动势等于势等于势等于势等于ACAC段的电位差。段的电位差。段的电位差。段的电位差。EsEsExEx=ACACACAC波根多夫波根多夫(Poggendorf)对消法：对消法：三个三个电池：电池：工作电池工作电池 标准电池标准电池 待测电池待测电池 一个检流计一个检流计一个滑线电阻一个滑线电阻对消法测电动势的实验装置对消法测电

17、动势的实验装置一般用对消法测可逆电池的电动势，常用的仪器一般用对消法测可逆电池的电动势，常用的仪器为电位差计，为电位差计，电位差计电位差计是按对消法测量原理而设是按对消法测量原理而设计的一种平衡式电压测量仪器，它与标准电池、计的一种平衡式电压测量仪器，它与标准电池、检流计等相配合，成为电压测量的基本仪器。检流计等相配合，成为电压测量的基本仪器。ZD-WC数字电位差计；数字电位差计；左图为全图，右图为操作面板左图为全图，右图为操作面板 标准电池标准电池电池反应：电池反应：(-)Cd(Hg)Cd2+Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-2Hg(l)+SO42-净反应：净反应：Hg2SO

18、4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2OCdSO48/3H2O(s)+Hg(l)$为什么标准电池有稳定的电势值为什么标准电池有稳定的电势值 为什么在一定温度下，含为什么在一定温度下，含Cd的质量百分数在的质量百分数在514%之间，标准电池的电动势有定值？之间，标准电池的电动势有定值？净反应：净反应：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2OCdSO48/3H2O(s)+Hg(l)可知，标准电池的电动势大小只与镉汞齐的活度有可知，标准电池的电动势大小只与镉汞齐的活度有关，而当关，而当Cd的质量分数在的质量分数在5-14%时，镉汞齐在一定时，镉汞齐在一定的温度下有定值，所以标准电池有稳

19、定的电动势。的温度下有定值，所以标准电池有稳定的电动势。电动势与温度的关系：电动势与温度的关系：ET=1.01845 4.05 10-5(T 293)9.5 10-7(T 293)2+1 10-8(T 293)3V$电动势与温度的关系电动势与温度的关系ET/V=E(293.15K)/V-39.94(T/K-293.15)+0.929(T/K-293.15)2-0.009(T/K-293.15)3+0.00006(T/K-293.15)410-6我国在我国在1975年提出的公式为：年提出的公式为：韦斯顿标准电池的电动势与温度的关系很小韦斯顿标准电池的电动势与温度的关系很小293.15K，E=1.

20、01845V；298.15K，E=1.01832V；什么是可逆电池？什么是可逆电池？组成可逆电池的必要条件是什么？组成可逆电池的必要条件是什么？电化学与热力学的桥梁公式是什么？电化学与热力学的桥梁公式是什么？可逆电极有哪些，写出电极表达式和电极反应？可逆电极有哪些，写出电极表达式和电极反应？对消法测定可逆电池电动势的原理？对消法测定可逆电池电动势的原理？标准电池？标准电池？复习巩固复习巩固8.3 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及电动势的取号!可逆电池的书面表示法可逆电池的书面表示法!可逆电池电动势的取号可逆电池电动势的取号!从化学反应设计电池从化学反应设计电池!可逆电池的书

21、面表示法可逆电池的书面表示法1.负极在左，起负极在左，起氧化氧化作用；作用；正极在正极在右右，起，起还原还原作用。作用。2.“|”表示相界面，有电势差存在。表示相界面，有电势差存在。3.“|”表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。4.“”表示半透膜。表示半透膜。5.要注明温度，不注明就是要注明温度，不注明就是298.15 K；要注明物态，要注明物态，气体要注明压力；溶液要注明浓度。气体要注明压力；溶液要注明浓度。6.气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极，气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极，通常是铂电极。通常是铂电极。IUPAC(Interna

22、tional Union of Pure and Applied Chemistry)规定电规定电池表示法：池表示法：Zn(sZn(s)|ZnSO)|ZnSO4 4(1molkg(1molkg-1-1)|CuSO)|CuSO4 4(1molkg(1molkg-1-1)|Cu(s)|Cu(s)用盐桥：用盐桥：用盐桥：用盐桥：电池表示：电池表示：Zn(s)|ZnSO4(1mol/kg)CuSO4(1mol/kg)|Cu(s)丹尼尔电池丹尼尔电池 即即Cu-Zn电池电池 负极：负极：Zn Zn2+2e-正极：正极：Cu2+2e-Cu 电池反应电池反应：Zn+Cu2+Zn2+Cu练习：写出下列电池的电

23、极反应和电池反应练习：写出下列电池的电极反应和电池反应Cu(s)|CuSOCu(s)|CuSO4 4(aq)|AgNO(aq)|AgNO3 3(aq)|Ag(s)(aq)|Ag(s)负极：负极：0.5 Cu(s)0.5Cu2+(a Cu2+)+e-正极：正极：Ag+(a Ag+)+e-Ag(s)电池反应：电池反应：0.5 Cu(s)+Ag+(a Ag+)0.5Cu2+(a Cu2+)+Ag(s)可逆电池电动势的取号可逆电池电动势的取号D DrGm=-zEF自自 发发 电电 池池：D DrGm0例如：例如：Zn(s)|Zn2+|Cu2+|Cu(s)Zn(s)+Cu2+Zn2+Cu(s)D DrG

24、m0，电池才能做有用功电池才能做有用功非自发非自发电池：电池：D DrGm0，E0，E 0E(Ox|Red)0标准氢电极标准氢电极|给定电极给定电极E(Ox|Red)=0（非自发电池）（非自发电池）（自发电池）（自发电池）Pt,H2(p)|H+(aH+=1)|H2(p),PtPt,H2(p)|H+(aH+=1)|.若待测电极上实际发若待测电极上实际发生的是氧化反应，则生的是氧化反应，则IUPAC惯例：负极上发生氧化反应惯例：负极上发生氧化反应 正极上发生还原反应正极上发生还原反应标准电极电势：标准电极电势：标准电极电势：标准电极电势：Pt,H2(p)|H+(aH+=1)Cu2+(a Cu2+)

25、|Cu(s)当铜电极的当铜电极的aCu2+=1时，测得的电极电势即为该电极的标准时，测得的电极电势即为该电极的标准电极电势。电极电势。该电池的电动势就是该电池的电动势就是该电池的电动势就是该电池的电动势就是铜电极的氢标还原电极电势铜电极的氢标还原电极电势铜电极的氢标还原电极电势铜电极的氢标还原电极电势，E=E=Cu2+/CuCu2+/Cu H+/HH+/H2 2=Cu2+/CuCu2+/Cu一些常用的电极在一些常用的电极在一些常用的电极在一些常用的电极在298.15K298.15K时，以水为溶剂的标准电极电势时，以水为溶剂的标准电极电势时，以水为溶剂的标准电极电势时，以水为溶剂的标准电极电势有

26、表可查有表可查有表可查有表可查!电极电势计算通式电极电势计算通式规定电极反应：氧化态规定电极反应：氧化态+ze-还原态还原态 标准电极电势标准电极电势标准电极电势标准电极电势：(有表可查有表可查)用电极反应的用电极反应的Nernst方程。方程。还原电极电势的高低，可作为该电极氧化态物质获得还原电极电势的高低，可作为该电极氧化态物质获得电子被还原成还原态物质这一反应趋向大小的量度电子被还原成还原态物质这一反应趋向大小的量度。如何计算任意一个电极的电极电势？如何计算任意一个电极的电极电势？!二级标准电极二级标准电极甘汞电极甘汞电极 氢电极使用不方便，用有确定电极电势的甘汞电极作二级标准电极。优点：

27、定温下有稳定的电极电势；容易制备；使用方便。少量汞放在仪器底部，加少量由甘汞、少量汞放在仪器底部，加少量由甘汞、汞、汞、KCl溶液制成的糊状物，再用饱和溶液制成的糊状物，再用饱和了甘汞的了甘汞的KCl溶液将器皿充满溶液将器皿充满电极电势随电极电势随KCl溶液的浓度而不同，溶液的浓度而不同，常用的有以下三种：常用的有以下三种：!电池电动势的计算电池电动势的计算方法一方法一:从电极电势计算电池的电动势从电极电势计算电池的电动势根据电极反应，分别计算电极电势根据电极反应，分别计算电极电势E右右、E左左 E=E右右E左左根据电池反应，由根据电池反应，由Nernst方程计算：方程计算：首先查表计算：首先

28、查表计算：然后将然后将E和各组分活度代入和各组分活度代入Nernst方程，即可算得方程，即可算得E。方法方法二二:从电池的总反应式直接用能斯特方程计算电池从电池的总反应式直接用能斯特方程计算电池的电动势的电动势E=E 右右E 左左a aA A+d dD D g gGG+h hHH净反应净反应净反应净反应:方法一方法一方法一方法一:电极电势相减法电极电势相减法方法方法方法方法二二二二:直接用能斯特方程直接用能斯特方程直接用能斯特方程直接用能斯特方程净反应净反应:两种方法，结果相同两种方法，结果相同 E 0，非自发非自发电池，所以不能使电池，所以不能使I2还原为还原为I-例：铅蓄电池例：铅蓄电池

29、Pb PbSO4(s)H2SO4(b)PbSO4(s)PbO2(s)在在0 60 oC范围内范围内E/V=1.9174+5.61 10-5 t/oC+1.08 10-8t2/oC2 25 oC上述电池的标准电动势为上述电池的标准电动势为2.041V.1）试写出电极反应及电池反应）试写出电极反应及电池反应 2）求浓度为）求浓度为1mol kg-1 H2SO4的的 、a 及及a 3）求）求25 oC电池反应的电池反应的 rGm、rSm、rHm及可逆热及可逆热Qr 解：解：1）阳极：）阳极：Pb(s)+SO42-PbSO4(s)+2e阴极阴极:PbO2(s)+SO42-+4H+2e PbSO4(s)

30、+2H2O电池反应电池反应:Pb(s)+PbO2(s)+2SO42-+4H+2 PbSO4(s)+2H2O 2）电池反应电池反应:Pb(s)+PbO2(s)+2SO42-+4H+2 PbSO4(s)+2H2O 平均活度和平均活度系数平均活度和平均活度系数离子平均质量摩尔浓度（离子平均质量摩尔浓度（mean molality of ions）复习复习3)电池电池化学电池化学电池浓差电池浓差电池在电池的总反应中发生某种化学变化的电池在电池的总反应中发生某种化学变化的电池在电池的总反应中发生某种化学变化的电池在电池的总反应中发生某种化学变化的电池净作用仅是一种物质从高浓度向低浓度转移净作用仅是一种物

31、质从高浓度向低浓度转移净作用仅是一种物质从高浓度向低浓度转移净作用仅是一种物质从高浓度向低浓度转移8.7 浓差电池和液体接界电势的计算公式浓差电池和液体接界电势的计算公式 浓差电池浓差电池 液体接界电势液体接界电势 对盐桥作用的说明对盐桥作用的说明EjEc 浓差电池浓差电池-电池净反应不是化学反应，仅仅是某物质电池净反应不是化学反应，仅仅是某物质从高压到低压或从高浓度向低浓度的迁移。从高压到低压或从高浓度向低浓度的迁移。浓差电池的特点：浓差电池的特点：-电池标准电动势电池标准电动势 EcA.电极浓差电池：电极浓差电池：1.1.1.1.2.2.2.2.3.3.3.3.由化学性质相同而由化学性质相

32、同而由化学性质相同而由化学性质相同而活度不同的两个电极活度不同的两个电极活度不同的两个电极活度不同的两个电极浸在同一溶浸在同一溶浸在同一溶浸在同一溶液中组成的电池液中组成的电池液中组成的电池液中组成的电池典型的两类浓差电池：典型的两类浓差电池：B.B.电解质相同而活度不同电解质相同而活度不同.阳离子转移阳离子转移.阴离子转移阴离子转移4.4.4.4.5.5.5.5.由两个相同电极浸到两个由两个相同电极浸到两个由两个相同电极浸到两个由两个相同电极浸到两个电解质溶液相同而活度不电解质溶液相同而活度不电解质溶液相同而活度不电解质溶液相同而活度不同同同同的溶液中组成。的溶液中组成。的溶液中组成。的溶液

33、中组成。液体接界电势液体接界电势 Ej液接电势：两种含有不同溶质或两种溶质相同而浓度液接电势：两种含有不同溶质或两种溶质相同而浓度液接电势：两种含有不同溶质或两种溶质相同而浓度液接电势：两种含有不同溶质或两种溶质相同而浓度不同的溶液界面上存在的电势差不同的溶液界面上存在的电势差不同的溶液界面上存在的电势差不同的溶液界面上存在的电势差液接电势的计算液接电势的计算液接电势的计算液接电势的计算对对对对1-11-11-11-1价电解质，价电解质，价电解质，价电解质，对盐桥作用的说明对盐桥作用的说明-盐桥只能降低液接电势，但不能完全消除盐桥只能降低液接电势，但不能完全消除-盐桥中离子的盐桥中离子的r+r

34、-，t+t-，使使Ej00。-常常用用饱饱和和KCl盐盐桥桥，因因为为K+与与Cl-的的迁迁移移数相近，当有数相近，当有Ag+时用时用KNO3或或NH4NO3。-盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。对对对对1-11-11-11-1价电解质，价电解质，价电解质，价电解质，8.8 电动势测定的应用电动势测定的应用 求热力学函数的变化值求热力学函数的变化值 判断氧化还原的方向判断氧化还原的方向 求离子迁移数求离子迁移数 求离子平均活度系数求离子平均活度系数 测定未知的测定未知的 值值 求求 测溶液的测溶液的PH值值 E(Ox|Red)-pH图图（电势电势-pH-p

35、H图图）求热力学函数的变化值求热力学函数的变化值测定：测定：应用：应用：(1)(1)求求 判断氧化还原的方向判断氧化还原的方向试判断下述反应向哪方进行？试判断下述反应向哪方进行？设计成电池：设计成电池：正向进行。正向进行。各离子活度均为各离子活度均为1 求离子平均活度系数求离子平均活度系数 测定未知的测定未知的 值值 求离子迁移数求离子迁移数液接电势的计算液接电势的计算液接电势的计算液接电势的计算对对对对1-11-11-11-1价电解质，价电解质，价电解质，价电解质，解出解出t t+和和t t-求求难溶盐活度积常数难溶盐活度积常数K sp的测定的测定例：求例：求25时时AgI的的Ksp 解：解

36、：溶解平衡：溶解平衡：AgI(s)=Ag+I K=a(Ag+)a(I)=Ksp设计电池设计电池 Ag(s)|AgAg(s)|Ag+|I|I|AgI,Ag(sAgI,Ag(s)查得查得 (AgI/I-)=0.152V,(Ag/Ag+)=0.7991V,E=(AgI/I-)(Ag+/Ag)=0.9511V,K=exp(zFE/RT)=8.201017=K sp设计电池，使电池反应为：设计电池，使电池反应为：H H2 2OHOH+OH+OH-电池电池:电池:测溶液的测溶液的PH值值A.A.醌醌氢醌电氢醌电极极甘汞电极甘汞电极|醌醌氢醌氢醌|PtPtB.B.玻璃电极玻璃电极先测标准溶液的电动势先测标准

37、溶液的电动势Es，再测待测液的电动势再测待测液的电动势 在保持温度和离子浓度为定值的情况下，在保持温度和离子浓度为定值的情况下，将电极电将电极电势势(纵坐标纵坐标)与与pHpH值值(横坐标横坐标)的函数关系在图上用一系列的函数关系在图上用一系列曲线表示出来，这种图就称为电势曲线表示出来，这种图就称为电势-pHpH图。图。什么叫电势什么叫电势-pH-pH图？图？电电极极电电势势的的数数值值不不但但与与溶溶液液中中离离子子的的浓浓度度有有关关，而而且有的还与溶液的且有的还与溶液的pHpH值有关。值有关。E(Ox|Red)-pH图图应用于：应用于：1.1.离子分离，离子分离，2.2.湿法冶金，湿法冶金，3.3.金属防腐及解金属防腐及解决水溶液中发生的一系列氧化还原反应及平衡问题。决水溶液中发生的一系列氧化还原反应及平衡问题。应应用用：从从电电势势-pHpH图图可可以以清清楚楚地地看看出出各各组组分分生生成成的的条条件件及稳定存在的范围。及稳定存在的范围。