可逆电池的电动势测定及其应用相关知识.pptx

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1、-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8主要(zhyo)内容-可逆电池(dinch)和可逆电极 可逆电池(dinch)的电动势及其应用-电动势的测定-生物电化学-可逆电池的书写写方法及电动势的取号-可逆电池的热力学-电动势产生的机理-电极电势和电池的电动势-浓差电池和液体接界电势的计算公式-电动势测定的应用第一页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/88.1 可逆电池(dinch)和可逆电极-电化学与热力学的联系(linx)-组成(z chn)可逆电池的必要条件-可逆电极的类型第二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8电化学与热力学的联系(li

2、nx)桥梁(qioling)公式:第三页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8一、组成可逆电池(dinch)的必要条件化学反应可逆能量(nngling)变化可逆原电池 电解池第四页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8组成(zchn)可逆电池的必要条件净反应：净反应：原电池总反应：总反应：电解池阴极：阳极：1 1）电极上的化学反应可向正、反两个）电极上的化学反应可向正、反两个(lin)(lin)方向方向进行进行 第五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8第六页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8第七页，

3、共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8组成(zchn)可逆电池的必要条件电池在充放电过程中能量的转变也是可逆的电池在充放电过程中能量的转变也是可逆的电池放电时电池放电时E=EE=E外外+dE +dE 电池充电时电池充电时E=EE=E外外 dE dE此时电池所通过的电流十分微小，接近平衡状此时电池所通过的电流十分微小，接近平衡状态态(zhungti)(zhungti)下工作。若电池经历充、放电下工作。若电池经历充、放电循环，则可以使系统和环境都恢复到原来的状循环，则可以使系统和环境都恢复到原来的状态态(zhungti);(zhungti);第八页，共123页。-上一内容-下一

4、内容-回主目录2023/2/8二、可逆电极(dinj)的类型-金属与其阳离子组成的电极(dinj)-氢电极(dinj)-氧电极(dinj)-卤素电极(dinj)-汞齐电极(dinj)-金属-难溶盐及其阴离子组成(zchn)的电极-金属-氧化物电极-氧化-还原电极第一类电极第二类电极第三类电极第九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8第一类电极(dinj)及其反应Na+(a+)|Na(Hg)(a)Na+(a+)+nHg+e-Na(Hg)n(a)电极 电极反应Mz+(a+)|M(s)Mz+(a+)+ze-M(s)H+(a+)|H2(p),Pt2H+(a+)+2e-H2(p)

5、OH-(a-)|H2(p),Pt2H2O+2e-H2(p)+2OH-(a-)H+(a+)|O2(p),PtO2(p)+4H+(a+)+4e-2H2OOH-(a-)|O2(p),PtO2(p)+2H2O+4e-4OH-(a-)Cl-(a-)|Cl2(p),PtCl2(p)+2e-2Cl-(a-)第十页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8第二类电极第二类电极(dinj)及其反应及其反应电极电极 电极反应电极反应Cl-(a-)|AgCl(s)|Ag(s)AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(a-)OH-(a-)|Ag2O|Ag(s)Ag2O(s)+H2O+2 e-2Ag(s

6、)+2OH-(a-)H+(a+)|Ag2O(s)|Ag(s)Ag2O+2H+(a+)+2e 2Ag(s)+H2O-难溶盐电极是将金属表面覆盖一层该金属的难溶性盐，然后再浸入难溶盐电极是将金属表面覆盖一层该金属的难溶性盐，然后再浸入与该盐有相同与该盐有相同(xin tn)阴离子的溶液中而构成阴离子的溶液中而构成 第十一页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8第三类电极(dinj)及其反应电极 电极反应Fe3+(a1),Fe2+(a2)|PtFe3+(a1)+e-Fe2+(a2)Cu2+(a1),Cu+(a2)|PtCu2+(a1)+e-Cu+(a2)Sn4+(a1),Sn2

7、+(a2)|PtSn4+(a1)+2e-Sn2+(a2)将一片惰性将一片惰性(duxng)(duxng)金属金属(如铂片如铂片)插入含有插入含有某种离子的不同氧化态所组成的溶液中就构成氧化某种离子的不同氧化态所组成的溶液中就构成氧化还原电极。还原电极。第十二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/88.2 电动势的测定(cdng)-对消法测电动势的原理(yunl)-对消法测电动势的实验(shyn)装置-标准电池-电动势与温度的关系-为什么标准电池有稳定的电势值第十三页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8电动势的测定(cdng)第十四页，共123页。-

8、上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8对消法测定(cdng)电动势的原理图E=(R0+Ri)IU=R0I当R0时，有：R0+RiR0EU 第十五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8第十六页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8第十七页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8对消法测电动势的实验(shyn)装置工作电源电位计检流计标准电池待测电池第十八页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8标准电池结构图电池(dinch)反应：(-)Cd(Hg)Cd2+Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e

9、-2Hg(l)+SO42-净反应(fnyng)：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2OCdSO48/3H2O(s)+Hg(l)第十九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8标准电池结构图第二十页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8问题(wnt)为什么在一定(ydng)温度下，含Cd的质量百分数在514%之间，标准电池的电动势有定值？答：从Hg-Cd的相图可知，在室温下，镉汞齐中镉含量在514%之间时，体系处于(chy)熔化物和固溶体两相平衡区，镉汞齐活度有定值。而标准电池电动势只与镉汞齐的活度有关，所以也有定值。第二十一页，共123页

10、。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8问题(wnt)第二十二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8标准电池电动势与温度(wnd)的关系ET10-5(T/K-293.15)-9.510-7(T/K-293.15)2+110-8(T/K-293.15)3ET/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1975年提出的公式为：通常要把标准电池恒温、恒湿存放(cnfng)，使电动势稳定。第二十三页，共123页。-上一

11、内容-下一内容-回主目录2023/2/88.3 可逆电池的书写(shxi)方法及电动势的取号-可逆电池(dinch)的书面表示法-可逆电池(dinch)电动势的取号-从化学反应式设计电池第二十四页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8可逆电池(dinch)的书面表示法1.左边为负极(fj)，起氧化作用；右边为正极，起还原作用。2.“|”表示相界面(jimin)，有电势差存在。3.“|”表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。4.“”表示半透膜。5.要注明温度，不注明就是298.15K；要注明物态，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

12、，通常是铂电极。第二十五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8可逆电池(dinch)电动势的取号DrGm=-zEF E=+-=右左0自发电池：DrGm0例如(lr)：Zn(s)|Zn2+|Cu2+|Cu(s)Zn(s)+Cu2+Zn2+Cu(s)DrGm0非自发(zf)电池：DrGm0，E0，E0E(Ox|Red)a1可以看成如下两个电池串联(chunlin)而成：(a2a1)Na(Hg)(a)NaCl(a1)AgCl(s)Ag(s)Na(Hg)(a)NaCl(a2)AgCl(s)Ag(s)第一个电池反应是：Na(Hg)(a)AgCl(s)Ag(s)NaCl(a1)第二

13、个电池反应是：Ag(s)NaCl(a2)Na(Hg)(a)AgCl(s)串 联(chunlin)后 整 个 电 池 反 应 为：NaCl(a2)NaCl(a1)Emf第五十八页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8浓差电池(dinch)-电池净反应不是化学反应，仅仅是某物质(wzh)从高压到低压或从高浓度向低浓度的迁移。-电池标准电动势浓差电池(dinch)的特点：第五十九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8四、液体(yt)接界电势Ej或El液接电势(dinsh)（Liquid Junction Potential）1.液体界面间的电迁移（设通过

14、(tnggu)1mol电量）整个变化的第六十页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8液体(yt)接界电势Ej或El 对1-1价电解质，设：测定(cdng)液接电势，可计算离子迁移数。第六十一页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8对盐桥作用(zuyng)的说明-盐桥只能降低液接电势，但不能完全消除，只有电池反串联才能(cinng)完全消除Ej，但化学反应和电动势都会改变。-盐桥中离子(lz)的r+r-，t+t-，使Ej0。-常用饱和KCl盐桥，因为K+与Cl-的迁移数相近，当有Ag+时用KNO3或NH4NO3。-盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。第

15、六十二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8总电动势E与Ec，Ej的关系(gunx)第六十三页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/88.8电动势测定(cdng)的应用-（2）判断氧化还原(hun yun)的方向-（3）求离子(lz)迁移数-（1）求热力学函数的变化值-（4）测平均活度系数g-（5）测定未知的E(Ox|Red)值-（6）求 (不稳定)等-（7）测溶液的pH-（9）E(Ox|Red)-lga图-（8）E(Ox|Red)pH图、水的电势 pH图、铁的 电势 pH图第六十四页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8基本基

16、本(jbn)公式公式第六十五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（1）求热力学函数(hnsh)的变化值测定：应用：(1)求第六十六页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（2）判断(pndun)氧化还原的方向已知：试判断下述反应向哪方进行？排成电池：设活度均为1正向进行。应用：(2)判断氧化还原(hun yun)的方向第六十七页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（3）求离子(lz)迁移数应用：(3)求一价离子(lz)的迁移数t+，t-解出t+和t-第六十八页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（4

17、）测离子平均(pngjn)活度系数g应用(yngyng)：(4)测离子平均活度系数g和m已知，测定E，可求出g第六十九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（5）测定(cdng)未知的E$(Ox|Red)值根据德拜-休克(xik)尔公式：应用：(5)测定未知的 (Ox|Red)值第七十页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8第七十一页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（6）求 (不稳定(wndng)应用：(6)求A.求AgCl(s)的设计电池，使电池反应为第七十二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/

18、8（6）求 (不稳定(wndng)B.求水的设计电池(dinch)，使电池(dinch)反应为：H2OH+OH-电池(dinch):第七十三页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（6）求 (不稳定(wndng)电池:第七十四页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（7）测溶液(rngy)的pH醌醌氢氢醌醌电电极极 醌醌氢氢醌醌是是分分子子数数目目相相等等的的醌醌和和氢氢醌醌 的的 紫紫 色色 结结 晶晶 化化 合合 物物，分分 子子 式式 为为：C6H4O2C6H4(OH)2，简简写写为为QH2Q，微微溶溶于于水水。将将少少量量这这种种化化合合物物

19、加加入入含含有有H+的的待待测测溶溶液液中中，并并插插入入惰惰性性(duxng)金金属属丝丝(如如Pt丝丝或或Au丝丝)构成电极，其电极反应为：构成电极，其电极反应为：Q+2H+2e-H2Q第七十五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（7）测溶液(rngy)的pHA.醌氢醌电极(dinj)摩尔甘汞(n n)电极|醌氢醌|Pt第七十六页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（7）测溶液(rngy)的pH使用醌氢醌电极注意事项：使用醌氢醌电极注意事项：-pH7.1时，E为负值。-pH8.5时，氢醌酸式解离，并易发生氧化。-醌-氢醌为等分子复合物，溶解

20、度很小，用量不必太多。第七十七页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8玻璃玻璃(b l)(b l)电极电极测定待测溶液时，将事先准备好的玻璃电极与一支(yzh)甘汞电极插入待测溶液中组成如下原电池：Ag(s)AgCl(s)HCl(0.1moldm-3)玻璃薄膜待测溶液(pHx)甘汞电极E(玻璃(bl)(玻璃(bl)+Ina(H+)第七十八页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8玻璃玻璃(b l)(b l)电极电极在使用前电极一定要在蒸馏水中浸泡24小时，这时水中的H+可以取代玻璃膜表面上的Na+。将玻璃电极浸入待测溶液X，膜上的H+与溶液中的H+间发

21、生转移而较快地建立平衡后，玻璃膜与待测溶液间产生电势差。因玻璃膜的电阻很大，故不能用通常的电位差计来测定电池的Emf，而必须用高阻抗毫伏计。借助玻璃电极专门用来(ynli)测定溶液pH值的仪器，称为pH计。第七十九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8玻璃玻璃(b l)(b l)电极电极 B.玻璃电极pH定义(dngy)：第八十页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（8）E(Ox|Red)-pH图 在保持温度和离子浓度为定值的情况下，将电极电势与pH值的函数关系在图上用一系列曲线(qxin)表示出来，这种图就称为电势-pH图。什么(shn me)

22、叫电势-pH图？电极电势的数值不但与溶液中离子的浓度(nngd)有关，而且有的还与溶液的pH值有关。通常用电极电势作纵坐标，pH值作横坐标，在同一温度下，指定一个浓度，就可以画出一条电势-pH曲线。第八十一页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（8）E(Ox|Red)-pH图应用于：1.离子分离(fnl)，2.湿法冶金，3.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。电势(dinsh)-pH图的应用从电势-pH图可以清楚地看出各组分生成的条件及稳定(wndng)存在的范围。因为它表示的是电极反应达平衡时的状态，所以电势-pH图也称为电化学平衡图。第八十二页

23、，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氧电极(dinj)的E(Ox|Red)-pH图氧电极(dinj)的电势-pH图对于氢和氧发生氧化还原生成水的反应可以安排成一种燃料电池，电解质溶液的pH值可以在1-14的范围内变动，暂时(znsh)以酸性溶液为例，温度都保持在298K。根据氧电极的电极反应和电极电势的能斯特方程看出，氧电极的还原电极电势与pH值的函数关系是一个直线方程，截距是前两项之和，斜率是-0.0592。设定不同的氧的压力，可以得到不同截距的一组平行线。第八十三页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氧电极(dinj)的E(Ox|Red)-p

24、H图当氧气(yngq)压力为标准压力时，截距为1.229V，用蓝线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)氧电极(dinj)：O2+4H+4e-2H2O第八十四页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氧电极(dinj)的E(Ox|Red)-pH图当氧气压力(yl)为107Pa时，截距为V，用绿线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)氧电极(dinj)：O2+4H+4e-2H2O第八十五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氧电极(dinj)的E(Ox|Red)-pH图第八十六页，共123页。-上一内容-下一内容-回

25、主目录2023/2/8氧电极(dinj)的E(Ox|Red)-pH图当氧气压力为103Pa时，截距为1.199V，用红线(hnxin)表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)氧电极(dinj)：O2+4H+4e-2H2O第八十七页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氧电极(dinj)的E(Ox|Red)-pH图可见(kjin)，氧气压力越高，氧电极的电势也越大。通常(tngchng)将平行线之上称为氧稳定区，之下称为水稳定区。第八十八页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氢电极(dinj)的电势-pH图氢电极实际上起的是氧化反应(

26、fnyng)，但电极电势仍用的是还原电势。根据能斯特方程(fngchng)，氢电极的电极电势与pH的函数关系也是一个直线方程(fngchng)，第一项是截距，第二项中斜率也是-0.0592。设定不同的氢气压力，可以得到截距不同的一组平行线。第八十九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氢电极(dinj)的电势-pH图当氢气压力为标准(biozhn)压力时，截距为0V，用蓝线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)氢电极(dinj)：H2(pH2)2H+2e-第九十页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氢电极(dinj)的电势-pH

27、图当氢气压力(yl)为107Pa时，截距为-0.0592V，用绿线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)氢电极(dinj)：H2(pH2)2H+2e-第九十一页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氢电极(dinj)的电势-pH图第九十二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8氢电极(dinj)的电势-pH图当氢气(qnq)压力为103Pa时，截距为正的0.0592V，用红线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)氢电极(dinj)：H2(pH2)2H+2e-第九十三页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录20

28、23/2/8氢电极(dinj)的电势-pH图可见(kjin)氢气压力越高，电极电势越小。所以将平行线以下称为(chnwi)氢稳定区，以上称为(chnwi)水稳定区。第九十四页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8H2O的电势(dinsh)-pH图因两者的斜率相同，仅是截距不同，所以是一组平行线，平行线之间的距离就是(jish)该燃料电池的电动势，其值与pH无关。将氧电极和氢电极的电势(dinsh)pH图画在同一张图上，就得到了H2O的电势(dinsh)-pH图。显然，当H2和O2V。第九十五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8H2O的电势(din

29、sh)-pH图第九十六页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8H2O的电势(dinsh)-pH图所以(suy)总的反应是氧气还原生成水，氢气氧化成氢离子。显然，氧气和氢气压力越高，组成的电池电动势越大，反应趋势也越大。从电势-pH图上还可以看出：氧电极的电势高，氢电极的电势低。只有氧电极做正极，氢电极做负极，这样组成的电池(dinch)才是自发电池(dinch)。第九十七页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图从热力学求得KaFe2O3(s)+6H+2Fe3+3H2OlgKa=2lga(Fe3+)+6pHlga(Fe3+

30、该反应不是(bshi)氧化还原反应，只与溶液的pH有关，所以在电势-pH图上是一组垂直于横坐标的垂线。如（A）垂线。第九十八页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图随着(su zhe)三价铁离子浓度的不同，pH值也会不同。设三价铁的活度为10-6，则。pH值越小，三价铁的浓度(nngd)越大，所以在(A)线的左侧是三价铁离子的稳定区，右侧是三氧化二铁的稳定区。lglga a(Fe(Fe3+3+)第九十九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图Fe3+e-Fe2+E(Fe3+,Fe2+)=E=

31、0.771 VE(Fe3+,Fe2+)=E-RT/Fln(a(Fe2+)/a(Fe3+)设a(Fe2+)=a(Fe3+)该反应是氧化还原反应，但与溶液的pH值无关，所以(suy)在电势-pH图上是一组平 行 于 pH轴 的 水 平 线。如（B）线。第一百页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图当两种离子的活度相 等(xingdng)，这时的电极电势就等于标准电极电势，为0.771V。三价铁离子活度越大，电极电势越高，所以(suy)(B)线以上是三价铁离子稳定区，(B)线以下是二价铁离子的稳定区。第一百零一页，共123页。-上一内容-下一内容-

32、回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图Fe2+2e-Fe(s)E(Fe2+,Fe)=E-RT/2Fln(1/a(Fe2+)a(Fe2+)=10-6E(Fe3+,Fe)=-0.617 V该反应是氧化还原(hunyun)反应，与溶液的pH值无关，所以在电势-pH图上也是一组平行于pH轴的水平线。如（C）线。第一百零二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图设二价(r ji)铁离子活度为10-6，这常作为铁被溶解的最低浓度，这时的电势值为-0.617 V。二价(rji)铁离子浓度增大，电极电势也增大，所以(C)线以上是二价(rji)

33、铁的稳定区，以下是金属铁的稳定区。第一百零三页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图4.Fe2O3与Fe2+Fe2O3+6H+2e-2Fe2+3H2OE(Ox/Red)=E-RT/2Fln(a2(Fe2+)/a6(H+)a(Fe2+)=10-6E该反应既是氧化还原(hunyun)反应，又与溶液的pH值有关，所以在电势-pH图上是一组斜线。斜线的截距是它的标准电极电势，为1.083V。第一百零四页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图 斜线的斜率随着铁离子浓度不同而不同。设二价(r ji)铁离

34、子的活度为10-6，则斜率为-0.117。显然，在不同pH条件下有不同的电极电势值。斜线左下方是二价(rji)铁离子稳定区，右上方是三氧化二铁的稳定区。第一百零五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图pH图将铁与水的各种电势-pH图合在一起，对讨论铁的防腐(fngf)有一定的指导意义。（1）(c)线以下(yxi)是铁的免腐蚀区。外加直流电源，将铁作为阴极，处在低电位区，这就是电化学的阴极保护法。（2）铁与酸性介质接触，在无氧气的情况下被氧化成二价铁，所以置换反应只生成二价铁离子。当有氧气参与下，二价铁被氧化成三价铁，这样组成原电池的电动势大

35、，铁被腐蚀的趋势亦大。第一百零六页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图(3)(A)(D)线以左区域是铁的腐蚀区，要远离(yunl)这个区域。常用油漆、塑料或金属(jnsh)在铁的表面形成保护层，将铁与氧气、水、氢离子隔离；或用强氧化剂在铁的表面形成致密的氧化铁层，使铁钝化。第一百零七页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图 (4)在(A)、(D)线以右，铁有可能被氧化成Fe2O3或Fe3O4，这样可保护(boh)里面的铁不被进一步氧化，称为铁的钝化区。如果在电位较低又是强碱性溶液中，则铁也

36、有可能被腐蚀生成亚铁酸离子。第一百零八页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图pH图一般实用铁的电势-pH图的线条要多得多，标明不同离子浓度时的电势-pH曲线，使用起来也就更加(gnji)方便。25时的Fe-H2O电势-pH图如右图所示。第一百零九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8铁的各种(zhn)电势-pH图第一百一十页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（9）测E(Ox|Red)-lga图应用(yngyng)：(9)E(Ox|Red)-lga图例1:第一百一十一页，共123页。-上一内容

37、-下一内容-回主目录2023/2/8（9）测E(Ox|Red)-lga图反应CuCl2(a)Cu(s)+Cl2(p)是非自发(zf)的，电池为非自发(zf)电池，铜极电势低，为负极。利用这类图，可计算(j sun)不同离子活度时的电动势。第一百一十二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8例2:求AgCl(s)的Kap（9）测E(Ox|Red)-lga图对应电池为：第一百一十三页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（9）测E(Ox|Red)-lga图 在O点处，两个电极电势相等，电池(dinch)达平衡，电动势E=0第一百一十四页，共123页。-上

38、一内容-下一内容-回主目录2023/2/88.9生物(shngw)电化学-电化学势-金属(jnsh)与溶液间的电势差-膜电势(dinsh)第一百一十五页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（1）电化学势(ElectrochemicalPotential)将ze电荷从无穷远处移入实物相内，所作功可分为(fn wi)三部分：10-4cm处，克服(kf)外电势作功。W1=ze-4cm处移入体相内部(nib)，克服表面电势作功。W2=ze3.克服体相内粒子之间的短程作用，即克服化学势作功。W3=第一百一十六页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（1）电化

39、学势(ElectrochemicalPotential)对带电体系，用电化学势判断自动(zdng)变化方向。第一百一十七页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8金属(jnsh)与溶液间的电势差例如：银电极Ag+|Ag(s)电极反应：Ag+e-Ag(s)达到平衡时双方(shungfng)电化学势相等水溶液 在金属上通过(tnggu)1 mol电量，e=F，z=1，电子带负电，所以用减号。因为金属不带电，所以，第一百一十八页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8金属(jnsh)与溶液间的电势差第一百一十九页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录20

40、23/2/8（2）膜电势(dinsh)在膜两边由于某离子浓度不等可产生(chnshng)电势差，这就是膜电势。达渗透平衡时，在内外的电化学势相等。第一百二十页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8（2）膜电势(dinsh)医学上，膜电势习惯用负值表示(biosh)。维持了细胞膜内外的电势差，就维持了生命。第一百二十一页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8NERNSTWALTHERNERNST(1864-1941),Germanphysicalchemist,didmuchoftheearlyimportantworkinelectrochemist

41、ry,studyingthethermodynamicsofgalvaniccellsandthediffusionofionsinsolution.Besideshisscientificresearches,hedevelopedtheNernstlamp,whichusedaceramicbody.Thislampneverachievedcommercialimportancesincethetungstenlampwasdevelopedsoonafterwards.第一百二十二页，共123页。-上一内容-下一内容-回主目录2023/2/8NERNSTHiselectricalpiano,whichusedradioamplifiersinsteadofasoundingboard,wastotallyrejectedbymusicians.Nernstwasthefirsttoenunciatethethirdlawofthermodynamics,andreceivedtheNobelPrizeinchemistryin1920forhisthermochemicalwork.第一百二十三页，共123页。