物理化学电化学.pptx

《物理化学电化学.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学电化学.pptx（84页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、原电池种类原电池种类电池1：单液电池 两个第一类导体共用电解质溶液电池2：双液电池，通过盐桥或素烧陶瓷相联 电极1+电解质液1:电极2电解质液2阴阳极分别置于不同溶液中的电池单液电池双液电池第1页/共84页7.4.1 原电池电极反应及原电池图示方原电池电极反应及原电池图示方法法1.电极反应与电池反应 以Cu-Zn电池(又称丹尼尔电池)为例：Cu|Zn|ZnSO4(1molkg-1)CuSO4(1molkg-1)|Cu电极反应：负极：ZnZn2+2e-(氧化)正极：Cu2+2e-Cu(还原)电池反应：两电极反应之和 Zn+Cu2+Zn2+CuCu-Zn电池第2页/共84页(1)书写电极反应和电池

2、反应时，必须符合 物质的量和电荷量守恒。(2)离子或电解质溶液应标明活度，气体应 标明压力，纯液体或固体应标明相态(l，s)注意注意第3页/共84页2.原电池图示方法原电池图示方法图示规则 负极(阳极)写在左边；正极(阴极)写在右边。(2)相界面表示：“”-液相间的界面以Cu-Zn电池为例：Cu|Zn|ZnSO4(1molkg-1)CuSO4(1molkg-1)|CuCu-Zn电池“”-表示盐桥,消除接界电势“|”-表示一般可分相界面，-表示无法区分的相界面第4页/共84页图示规则续图示规则续(3)从左到右，按顺序书写。(4)气、液不能直接作电极，需加一惰性电极(如 Pt)。例：Pt|H2(p

3、1)|HCl(a)|H2(p1)|Pt(5)注明浓度和压力。温度不注明时表示为298K。Cu-Zn电池第5页/共84页7.4.2 可逆电池可逆电池可逆电池：能进行无限次充电和放电的电池基本条件：1.电极反应充放电可逆。2.电池中进行的其它过程可逆。注意：注意：(1)实际电池不可逆，因存在不可逆的扩散等实际电池不可逆，因存在不可逆的扩散等 (2)充放电流充放电流 I 越趋于越趋于0，电池可逆性越好。，电池可逆性越好。若若I0时充放电性能较好，可认为是可逆电池。时充放电性能较好，可认为是可逆电池。市售干电池为不可逆市售干电池为不可逆(一次性一次性)电池电池 镉镍、氢镍、锂离子可充放电池是可逆电池镉

4、镍、氢镍、锂离子可充放电池是可逆电池第6页/共84页Cu-Zn 电池是否为可逆电池?例例7.4.1答：不是可逆电池，因为(1)Zn电极：放电：Zn Zn2+2e-充电：Zn2+2e-Zn 2H+2e-H2充放电电极反应不可逆。(2)不同电解质液接处存在扩散，具有液接界电势：放电：Cu2+向ZnSO4 液扩散 充电：Zn2+向CuSO4 液扩散 Cu-Zn 电池 第7页/共84页Pt|H2(p)|HCl(b)|AgCl(s)|Ag 电池是否为可逆电池?例例7.4.2放电放电充电充电第8页/共84页答答是可逆电池，因为 H2电极：放电：(1/2)H2(g，p)H+(b)+e-电解：H+(b)+e-

5、(1/2)H2(g，p)Ag|AgCl(s)|Cl-电极：放电：AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(b)电解：Ag(s)+Cl-(b)AgCl(b)+e-电极反应可逆，不存在不可逆的扩散等问题。第9页/共84页7.4.3 电池电动势及其测定方法（了解）电池电动势及其测定方法（了解）电池电动势：I0 时电池两电极之间的电势差 电池对外输出的最高电压测定：测定：波根多夫波根多夫(Poggendorff)对消法对消法AB:均匀电阻丝均匀电阻丝 EN:标准电池标准电池 Ex:待测电池待测电池 ACC检流计检流计ExEN工作电池工作电池B对消法测电动势原理图对消法测电动势原理图 第10页/共84页波

6、根多夫对消法测电池电动势波根多夫对消法测电池电动势步骤：步骤：(1)电钥与电钥与EN连，滑动连，滑动C使检流计中无电流，有使检流计中无电流，有 EN ACACC检流计检流计ExEN工作电池工作电池B对消法测电动势原理图对消法测电动势原理图 所以所以Ex=EN(AC/AC)线段长度线段长度AC和和AC可测，可测，EN已知已知Ex AC (2)电钥与电钥与Ex连，滑动连，滑动C使检流计中无电流，有使检流计中无电流，有 第11页/共84页7.4.4 韦斯顿韦斯顿标准电标准电池池特点：高度可逆,电池电动势极其稳定 随温度改变很小的原电池应用：配合电位计测定其它原电池的电动势第12页/共84页韦斯顿标准

7、电池韦斯顿标准电池图示式:12.5Cd(Hg)|CdSO4(8/3)H2O(s)|CdSO4(饱和)|Hg2SO4(s)|Hg(l)|Pt电极反应：阳极(负极)：Cd(汞齐)Cd2+2e-Cd(Hg)+SO42-+(8/3)H2O(l)CdSO4(8/3)H2O(s)+2e-阴极(正极)：Hg2SO4(s)+2e-2Hg(l)+SO42-电池反应：电池反应：Cd(Hg)+Hg2SO4(s)+(8/3)H2O(l)=CdSO4(8/3)H2O+2Hg(l)阳极阴极第13页/共84页7.5 原电池热力学原电池热力学7.5.1 电池反应rGm 与 E 的关系7.5.2 E 与组分的关系能斯特方程7.

8、5.3 原电池其它热力学量的计算第14页/共84页7.5.1 电池反应电池反应D DrGm 与与 E 的关的关系系原理:电池恒T，p可逆放电，1mol反应摩尔电池反应：DrGm=-zFE z:1 mol反应时电极上交换电子物质的量单位：(1mol电子)(1mol反应)-1，一般不写DrGm=Wr(可逆电功)DrGm 0,Qr,m 0，电池从环境吸热;(3)(E/T)p 0,Qr,m Zn H2 Ag 氧化性则有 Ag+H+Zn2+Li+第32页/共84页注意注意(4)(4)电极电势公式中还原态和氧化态的活度实际为各组分的活度幂次积。如:铜电极作阴极与标准氢电极组成电池电极反应：电极反应：正极：

9、正极：Cu2+a(Cu2+)+2e-Cu 负极：负极：H2(g,100kPa)2H+a(H+)=1+2e-电池反应：电池反应：Cu2+a(Cu2+)+H2(g,100kPa)Cu+2H+a(H+)=1Pt|H2(g,100kPa)|H+a(H+)=1 Cu2+a(Cu2+)|Cu第33页/共84页Cu-H电池反应电池反应:电极电电极电势势Cu2+a(Cu2+)+H2(g,100kPa)Cu+2H+a(H+)=1电池电动势与各组分的关系(能斯特方程):E=E-(RT/2F)lna(Cu)a(H+)2/a(Cu2+)p(H2)/p a(H+)=1p(H2)=pE=E-(RT/2F)lna(Cu)/

10、a(Cu2+)E=E(Cu2+/Cu)-E(H+/H2)E(H+/H2)=0E(Cu2+/Cu)=E-(RT/2F)lna(Cu)/a(Cu2+)E(Cu2+/Cu)=EE(Cu2+/Cu)=E(Cu2+/Cu)-(RT/2F)lna(Cu)/a(Cu2+)a(Cu)=1,a(Cu2+)=1标准态：标准态：第34页/共84页7.6.3 电极的种类电极的种类组成：金属或吸附某种气体的惰性金属 置于含有该元素离子的溶液中 如:金属|离子：Ag|Ag+金属(惰)|气体|离子:Pt|H2(g)|H+Pt|Cl2(g)|Cl-1.第一类电极:单质与离子溶液构成电极按氧化还原态及物质状态不同分为三类第35

11、页/共84页氢电极 ：H+|H2(g)|Pt电极反应:2H+2e-H2(g)E=E-(RT/2F)lnp(H2)/p/a(H+)2 标准氢电极:a(H+)=1,p(H2)=p E=0V(1)标准氢电极标准氢电极缺点：制备麻烦，不能存在氧化剂、汞、砷。实际常用电极：甘汞电极、AgCl|Ag电极第36页/共84页OH-，H2O|H2(g)|Pt 反应:2H2O+2e-H2(g)+2OH-EH2O,OH-/H2(g)=EH2O,OH-/H2(g)-(RT/2F)lnp(H2)/pa(OH-)2/a(H2O)2 E H2O,OH-/H2(g)=-0.8277V(2)碱性氢电极碱性氢电极第37页/共84

12、页电极电势表达式:EO2(g)/OH-=EO2(g)/OH-(RT/4F)ln a(OH-)4/a(H2O)2 p(O2)/p298K时,EO2(g)|OH-=0.401V(3)碱性氧电极碱性氧电极O2(g)+2H2O+4e-4OH-OH-,H2O|O2(g)|Pt电极反应：电极反应：第38页/共84页H+，H2O|O2(g)|Pt电极反应:O2(g)+4H+4e-2H2O EO2(g)|H+=EO2(g)/H+-(RT/4F)lna(H2O)2/p(O2)/pa(H+)4298K时，EO2(g)/H+=1.229V(4)酸性氧电极酸性氧电极酸性氧电极与碱性氧电极的关系（如何推导？）:EO2(

13、g)/H+=EO2(g)/H2O,OH-(RT/F)lnKw第39页/共84页2.第二类电极第二类电极金属-难溶盐:Ag|AgCl(s)|Cl-或 Cl-|Hg2Cl2(s)|Hg 金属-难溶氧化物:OH-,H2O|Sb2O3(s)|Sb第40页/共84页(1)甘汞电极甘汞电极Cl-|Hg2Cl2(s)|Hg电极反应:Hg2Cl2(s)+2e-2Hg+2Cl-EHg2Cl2(s)/Hg=EHg2Cl2(s)/Hg -(RT/2F)lna(Hg)2a(Cl-)2/a(Hg2Cl2)=EHg2Cl2(s)/Hg-(RT/F)lna(Cl-)第41页/共84页甘汞电极特点甘汞电极特点 E：与温度和a

14、(Cl-)有关优点：易制备，电极电势稳定应用：常作参比电极测电动势 cKCl E/V E(25)/V 0.1moldm-3 0.3335-710-5(t/-25)0.33351moldm-3 0.2799-2.410-4(t/-25)0.2799饱和溶液 0.2410-7.610-4(t/-25)0.2410不同KCl浓度时甘汞电极的电极电势第42页/共84页(2)金属金属-难溶氧化物电极：难溶氧化物电极：Sb2O3 电极（氧化电极（氧化锑）锑）碱性质:OH-,H2O|Sb2O3(s)|Sb电极：Sb2O3(s)+3H2O+6e-2Sb+6OH-EOH-/Sb2O3/Sb=EOH-/Sb2O3

15、/Sb -(RT/6F)lna(Sb)2a(OH-)6/aSb2O3(s)a(H2O)2 =E OH-/Sb2O3/Sb-(RT/F)lna(OH-)酸性质:Sb2O3(s)+6H+6e-2Sb+3H2O EH+/Sb2O3/Sb=EH+/Sb2O3/Sb+(RT/F)lna(H+)特点：固体电解质，使用方便。不能用于强酸。第43页/共84页3.第三类电极第三类电极氧化还原态均为非单质，常用惰性金属作导体醌氢醌电极：对氢离子可逆的氧化还原电极电极反应：C6H4O2+2H+2e-C6H4(OH)2简记：Q+2H+2e-H2Q E(Q/H2Q)=E(Q/H2Q)-(RT/2F)lna(H2Q)/a

16、(Q)a(H+)2注：氢醌、醌实际为对苯二酚及氧化物第44页/共84页醌氢醌电极应用醌氢醌电极应用测电动势，求pH：Q|H2 Q|待测液(pH)|KCl(b=1moldm-3)|Hg2Cl2|Hg 当pH7.09，pH=(0.4194+E/V)/0.05916特点：制备和使用简单，不易中毒。不适用于pH 8.5的碱液第45页/共84页电池电动势计算:(1)用电极电势E=E(右电极)-E(左电极)=E+-E-(2)按能斯特方程E=E-(RT/zF)lnPaBvB,E=E+-E-(3)由标准平衡常数 E=-DrGm/zF =RTlnK/zF注意：若E 8.5碱液碱液第50页/共84页7.7 电池设

17、计原理与应用电池设计原理与应用7.7.1 电池设计原理7.7.2 浓差电池与液接电势的计算7.7.3 求反应平衡常数7.7.4 求离子平均活度因子7.7.5 其它应用第51页/共84页7.7.1 电池设计原理电池设计原理将物理化学过程设计成原电池的步骤：例：2Fe3+Fe3Fe2+1.反应分解成发生氧化和还原两步骤 氧化(负极):Fe Fe2+2e-还原(正极):2Fe3+2 e-2Fe2+2.由负极开始按顺序写各相，直到正极极板 若有金属或C，可作极板，否则用惰性Pt3.液相间一般加盐桥，符号“”；可混液相间用 “”；不可区分相界面用“,”；其余相间加“”。本例设计：Fe|Fe2+Fe3+|

18、Pt第52页/共84页例例7.7.1 将反应将反应Cu+Cu2+2Cu+设计成电池设计成电池有如下三种设计方案：(A)阳极(氧化极，负极)：Cu Cu+e-阴极(还原极，正极)：Cu2+e-Cu+(B)阳极：Cu Cu2+2e-阴极：2Cu2+2e-2Cu+(C)阳极：2Cu 2Cu+2e-阴极：Cu2+2e-Cu 原电池：Cu|Cu+Cu2+,Cu+|Pt 原电池：Cu|Cu2+Cu2+,Cu+|Pt原电池：Cu|Cu+Cu2+|Cu 第53页/共84页注注 意意 (1)同样的反应，可设计成不同电池，且电动势不同 如上三个电池DrGm和电功Wr 相同，电荷量不同,故有E=rGm/zF EA=

19、2EB=2EC (A)Cu|Cu+Cu2+,Cu+|Pt (B)Cu|Cu2+Cu2+,Cu+|Pt (C)Cu|Cu+Cu2+|Cu 第54页/共84页注注 意意 (2)对同元素不同价态间的电势，存在一定关系。E(B)=E(C)E(Cu2+/Cu+)-E(Cu2+/Cu)=E(Cu2+/Cu)-E(Cu+/Cu)2 E(Cu2+/Cu)=E(Cu+/Cu)+E(Cu2+/Cu+)如电池B和C:rGm-zFE (B)Cu|Cu2+Cu2+,Cu+|Pt (C)Cu|Cu+Cu2+|Cu 第55页/共84页同一元素不同价态间电极电势关系同一元素不同价态间电极电势关系(1)Mz+z1e-M(2)M

20、+z2e-M(3)Mz+(z1+z2)e-M电极电势符合关系 DrGm-zFE和状态函数 DrGm(3)=DrGm(1)+DrGm(2)得(z1+z2)E(Mz+/M)=z1 E(Mz+/M)+z2 E(M/M)第56页/共84页例例7.7.2 将反应将反应 H2(g)+(1/2)O2(g)H2O(l)设计成设计成电池电池燃料电池：燃烧(氧化)反应设计成的电池设计：需选碱性或酸性或高温熔盐电介质及Pt作电极碱介质 阳极：H2(g)+2OH-2H2O+2e-阴极：(1/2)O2(g)+H2O+2e-2OH-电池：Pt|H2(g)|OH-|O2(g)|Pt酸介质 阳极：H2(g)2H+2e-阴极：

21、(1/2)O2(g)+2H+2e-H2O电池：Pt|H2(g)|H+|O2(g)|Pt第57页/共84页燃料电池燃料电池特点：能量利用率比直接燃烧发热做功发电效率高问题：将反应 C(s)+O2(g)CO2(g)设计成电池 解：类似氢气的氧化反应，若选酸介质，则阳极：C(s)+2H2O(g)4H+CO2(g)+4e-阴极：4H+O2(g)+4e-2H2O(g)总反应：C(s)+O2(g)CO2(g)电池：C(s)|CO2(g)|H+|O2(g)|Pt第58页/共84页7.7.2 浓差电池与液接电势的计浓差电池与液接电势的计算算 浓差电池:将浓差产生的扩散过程设计成的电池1.单液浓差电池：气体扩散

22、过程H2(g,p1)H2(g,p2)设计：酸介质，Pt作电极 阳极：H2(g,p1)2H+2e-阴极：2H+2e-H2(g,p2)电池：Pt|H2(g,p1)|H+|H2(g,p2)|Pt电池电动势：E=-(RT/2F)ln(p2/p1)第59页/共84页2.双液浓差电池：双液浓差电池：离子扩散过程离子扩散过程H+(a1)H+(a2)设计：阳极：(1/2)H2(g,p)H+(a2)+e-阴极：H+(a1)+e-(1/2)H2(g,p)电池：电动势：E=-(RT/F)ln(a2/a1)Pt|H2(g,p)|H+(a2)H+(a1)|H2(g,p)|Pt第60页/共84页注注 意意(1)扩散过程设

23、计成电池须有氧化和还原反应对。(2)浓差电池电动势是阴、阳极浓度差引起的。阴、阳极相同，其标准电池电动势 E=0，电池电动势只取决于两电极的浓度。(3)浓差电池自发方向：E 0,故p2 p1或a2 a1,即浓度自发从高到低扩散。第61页/共84页3.液接电势与盐桥液接电势与盐桥液接电势：两种不同溶液界面上存在的电势差产生原因：离子扩散速率不同用NH4NO3盐桥 t+t-,E(液接)0可避免液接电势。这时 EE(浓差)+E(液接)E(浓差)可导：E(液接)=(t+/z+)-(t-/|z-|)(RT/F)ln(a,1/a,2)例：-)AgNO3(a,1)AgNO3(a,2)(+第62页/共84页7

24、.7.3 求反应平衡常数求反应平衡常数 1.求水的解离平衡常数H2O H+OH-Kw=a(H+)a(OH-)用氢电极设计电池:阳极:(1/2)H2(g,p)H+e-阴极:H2O+e-(1/2)H2(g,p)+OH-E=E(OH-|H2)-E(H+|H2)=-0.8277VK=Kw=exp(zFE/RT)=exp196500(-0.8277)/(8.315298.15)=1.01810-14 电池:Pt|H2(g,p)|H+OH-|H2(g,p)|Pt第63页/共84页求水的解离平衡常数求水的解离平衡常数H2O H+OH-Kw=a(H+)a(OH-)亦可用氧电极设计电池:阳极:(1/2)H2O

25、H+(1/4)O2(g,p)+e-阴极:(1/4)O2(g,p)+(1/2)H2O+e-OH-注意：两电极氢气或氧气的压力应相等电池:Pt|O2(g,p)|H+OH-|O2(g,p)|Pt第64页/共84页AgCl(s)Ag+Cl-Ksp=a(Ag+)a(Cl-)阴极:AgCl(s)+e-Ag+Cl-阳极:Ag Ag+e-2.计算难溶盐的溶度积计算难溶盐的溶度积E=E(Cl-|AgCl(s)|Ag)-E(Ag+|Ag)=0.2221V-0.7994V=-0.5773V K=Ksp=exp(zFE/RT)=1.74110-10 电池:Ag|Ag+Cl-|AgCl(s)|Ag第65页/共84页例例

26、7.7.3 解：解：反应反应 2Ag+SO42-Ag2SO4(s)设计成电池设计成电池 将反应将反应 2Ag+SO42-Ag2SO4(s)设计成电池，设计成电池，并求并求 25时时 Ag2SO4 的溶度积的溶度积 Ksp。已知。已知25时时E(Ag2SO4/SO42-,Ag)=0.627V,E(Ag+/Ag)=0.799V。负极：负极：2Ag(s)+SO42-(aSO42-)Ag2SO4(s)+2e正极：正极：2Ag+2e 2Ag(s)E=0.799V-0.627V=0.172VE=(RT/zF)ln K=(RT/zF)ln(1/Ksp)电池：电池：Ag(s)|Ag2SO4(s)|SO42-A

27、g+|Ag 第66页/共84页故故 Ksp=exp(-zFE/RT)=exp-2965000.172/(8.315298.15)=1.5310-6 第67页/共84页例例7.7.4 解：解：(1)反应：反应：AgBr Ag+Br-已知已知25时时AgBr的溶度积的溶度积Ksp=4.8810-13，E Br2(l)/Br-=1.065V,E(Ag+/Ag)=0.7994V。试计算试计算25 时时 (1)银银-溴化银的标准电极电势溴化银的标准电极电势E(AgBr/Ag)。(2)AgBr(s)的标准生成吉布斯函数的标准生成吉布斯函数D DfGm。正极：正极：AgBr(s)+e-Ag(s)+Br-负极

28、：负极：Ag(s)Ag+e-E=E(AgBr/Ag)-0.7994V 电池：电池：Ag(s)|Ag+Br-|AgBr(s)|Ag 第68页/共84页E=(RT/zF)ln K=(RT/zF)lnKsp 故故 E(AgBr/Ag)=0.7994V+(RT/zF)lnKsp =0.7994V+0.05916Vlg(4.8810-13)=0.0710V(2)反应反应 Ag(s)+(1/2)Br2(l)AgBr(s)设计成电池设计成电池 正极：正极：(1/2)Br2(l)+e-Br-负极：负极：Ag(s)+Br-AgBr(s)+e-D DfGm =-zFE =-zF(E+-E-)=-196500Cmo

29、l-1(1.065V-0.0710V)=-95921 Jmol-1第69页/共84页7.7.4 求离子平均活度因子求离子平均活度因子通过设计与离子相关的电池，可求g如测HCl溶液g，设计电池：Pt|H2(g，p=100kPa)|HCl(b)|AgCl(s)|Ag 电池反应：(1/2)H2(g,100kPa)+AgCl(s)Ag+H+(b)+Cl-(b)有E+(2RT/F)ln(b/b)=E-(2RT/F)lng测不同浓度 b 时的电动势 E,可求g。第70页/共84页推导推导：(1/2)H2(g,100kPa)+AgCl(s)Ag+H+(b)+Cl-(b)能斯特方程:a(Ag)=1,a(AgC

30、l)=1，p(H2)=pE=E -(RT/F)lna(H+)a(Cl-)aHCl=a(H+)a(Cl-)=a2 E=E -(RT/F)lna2a a=g g2(b/b)2 ,b=bE=E-(2RT/F)lng g(b/b)移项E+(2RT/F)ln(b/b)=E -(2RT/F)lng gE=E -(RT/F)lna(HCl)a(Ag)/p(H2)/p1/2 a(AgCl)第71页/共84页实验实验：(1/2)H2(g,100kPa)+AgCl(s)Ag+H+(b)+Cl-(b)E+(2RT/F)ln(b/b)=E-(2RT/F)lng稀溶液：稀溶液：lgg g=-A|z+z-|I1/2 b1

31、/2E+(2RT/F)ln(b/b)与 b1/2 或E-(2RT/F)lng 与 b1/2成线性关系b0g1E-(2RT/F)lng=E=E+(2RT/F)ln(b/b)b1/2E+(2RT/F)ln(b/b)外推线性关系外推线性关系第72页/共84页7.7.5 其它应用其它应用1.测定溶液的pH(pH计原理)电池：醌氢醌电极|溶液(pH)|甘汞电极 测电池E可求pH，具体在7.6.3节已作介绍。第73页/共84页2.电势滴定测定离子浓度电势滴定测定离子浓度设计电池：参比电极|待测液|与离子可逆电极测定E与滴定液所用体积关系，从突变点定终点，计算离子浓度。EV电势滴定曲线终点第74页/共84页

32、本章小结本章小结核心公式：解决问题：化学能 电能G1/R，k=(l/A)(1/R)=Kcell/R,Lmk/c rGm=-zFE DrGm=-zFE=-RTlnK$E=E-(RT/zF)ln (能斯特方程)a=m/m第75页/共84页重要公式重要公式n=Q/F=I t/zF(法拉第定律)a=av=(a+v+a-v-)1/v,a=gb/bDr Sm=-(DrGm/T)pE(电极)=E(电极)-(RT/zF)lna(还原态)/a(氧化态)第76页/共84页一、电解质部分一、电解质部分1.法拉第定律 反应:1 mol Mz+z mol e-1 mol M 通过溶液电荷量为Q,则电极反应的量n=Q/F

33、=I t/ZF I、t 为通过溶液的电流和时间2.电导：G1/R=k A/l，单位：1S=1W-1 电导率：k=(1/R)(l/A)=G Kcell 电导池常数:Kcell=(l/A)=k KCl RKCl 摩尔电导率：Lmk/c，单位：S.m-2.mol-1第77页/共84页科尔劳施科尔劳施(Kohlrausch)公式公式 强电解质 在水溶液中 mm-c1/2科尔劳施离子独立运动定律:m:无限稀释时的摩尔电导率第78页/共84页3.电导测定的应用电导测定的应用(1)求弱电解质的电离度和离解平衡常数(2)求难溶盐的溶解度(3)求滴定终点中和反应、沉淀反应，利用电导率的变化弱电解质:HAc H+

34、Ac-a=m/m,K=a2c/(1-a2)c ck/m，kk(溶液)k(水)4.迁移数 tB=QB/Q,t+t-=1第79页/共84页 5.强电解质强电解质例 ZnCl2:Zn2+,v+=1;Cl-,v-=2(1)电解质活度与离子活度：(3)离子平均活度因子：g=a/(b/b)(4)离子强度：I=(1/2)S bBzB2(5)德拜-休克尔极限公式：lg g=-A|z+z-|I1/2 25时 A=0.509(molkg-1)-1/2 lgg+=-Az+2 I1/2 ，lgg-=-Az-2 I1/2；b0,g=1B(2)离子平均活度：a=()1/v，v=v+v第80页/共84页二、原电池部分二、原

35、电池部分1.热力学 DrGm=-zFE DrSm=-(DrGm/T)p=zF(E/T)pDrHm=DrGm+TDrSm =-zFE+zFT(E/T)pQr,m=TDrSm =zFT(E/T)p2.标准电池电动势E=E-(RT/zF)ln (能斯特方程)DrGm=-zFE=-RTlnK第81页/共84页3.标准电极标准电极标准氢电极：H+a(H+)=1|H2(g,100kPa)|Pt 规定：任意T，E(标准氢电极)=EH+|H2(g)=0V电极(还原)电势：氧化态+ze-还原态 E(电极)=E(电极)-(RT/zF)lna(还原态)/a(氧化态)第82页/共84页4.原电池的设计原电池的设计将过程设计为氧化反应(负极，阳极)和还原反应(正极，阴极)部分。若无电解质，可设计为酸、碱等。第83页/共84页感谢您的观看！第84页/共84页