1、2020 6 19 物理化学BI 第六章 电化学 2020 6 19 8 1 3电解质溶液的活度 强电解质B 设其化学式 2020 6 19 基本关系式 由活度定义可得 则 2020 6 19 平均活度和平均活度系数 定义 离子平均活度 meanactivityofions 离子平均活度系数 meanactivitycoefficientofions 离子平均质量摩尔浓度 meanmolalityofions 2020 6 19 基本关系式 则 2020 6 19 a a a 如何用实验数据表达 2020 6 19 的获得 1 实验测定 查手册 2 理论计算 2020 6 19 8 2可逆电池
2、和可逆电极 组成可逆电池的必要条件 可逆电极的类型 可逆电池的书写方法及电动势的取号 电动势的测定 2020 6 19 8 2 1组成可逆电池的必要条件 化学反应可逆能量变化可逆 2020 6 19 电极及电池的化学反应本身必须是可逆的 2020 6 19 2020 6 19 能量变化可逆 即 电池的工作条件是可逆的 处于或接近于平衡态 即没有电流通过或通过的电流为无限小 2020 6 19 研究可逆电池的重要意义 1 揭示一个原电池把化学能转变为电能的最高限度 2 可利用可逆电池来研究电化学系统的热力学 即电化学反应的平衡规律 原电池的电动势就是指可逆电池的电动势 2020 6 19 Que
3、stion 可逆电池中的反应都是在等温等压下进行的 因此 G 0 2020 6 19 8 2 2可逆电极的类型 金属与其阳离子组成的电极氢电极氧电极卤素电极汞齐电极 金属 难溶盐及其阴离子组成的电极金属 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 2020 6 19 第一类电极及其反应 Na a Na Hg a Na a nHg e Na Hg n a Mz a M s Mz a ze M s H a H2 p Pt2H a 2e H2 p OH a H2 p Pt2H2O 2e H2 p 2OH a H a O2 p PtO2 p 4H a 4e 2H2O OH a O2
4、 p PtO2 p 2H2O 4e 4OH a Cl a Cl2 p PtCl2 p 2e 2Cl a 2020 6 19 氢电极 2020 6 19 第二类电极及其反应 Cl a AgCl s Ag s AgCl s e Ag s Cl a OH a Ag2O Ag s Ag2O s H2O 2e 2Ag s 2OH a H a Ag2O s Ag s Ag2O 2H a 2e 2Ag s H2O 2020 6 19 第二类电极及其反应 甘汞电极Hg l Hg2Cl2 s Cl a 电极反应为 Hg2Cl2 s 2e 2Hg l 2Cl a M s M的难溶盐 s 该盐阴离子 2020 6
5、19 示意图 2020 6 19 第三类电极及其反应 Fe3 a1 Fe2 a2 PtFe3 a1 e Fe2 a2 Cu2 a1 Cu a2 PtCu2 a1 e Cu a2 Sn4 a1 Sn2 a2 PtSn4 a1 2e Sn2 a2 2020 6 19 8 2 3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 可逆电池电动势的取号 电池与反应互译 2020 6 19 可逆电池的书面表示法 Zn s ZnSO4 1mol kg 1 CuSO4 1mol kg 1 Cu s 2020 6 19 可逆电池的书面表示法 1 左边为负极 起氧化作用 右边为正极 起还原作用 2 表示相界
6、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 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 通常是铂电极 2020 6 19 电池与反应的互译 处理电化学平衡问题时 有两点十分重要 1 电池已知 写出电池反应 2 反应已知 设计电池 2020 6 19 写出下列电池所对应的化学反应 2020 6 19 从化学反应设计电池 1 Zn s H2SO4 aq H2 p ZnSO4 aq 验证 Zn s Zn2 2e 2H 2e H2 p Zn s ZnSO4 H2SO4 H2 p P
7、t 净反应 Zn s 2H Zn2 H2 p 2020 6 19 从化学反应设计电池 2 AgCl s Ag Cl 验证 Ag s Ag e AgCl s e Ag s Cl Ag s Ag aq HCl aq AgCl s Ag s 净反应 AgCl s Ag Cl 2020 6 19 可逆电池电动势的取号 DrGm zEF自发电池 DrGm0 例如 Zn s Zn2 Cu2 Cu s Zn s Cu2 Zn2 Cu s DrGm0 非自发电池 DrGm 0 E 0 Cu s Cu2 Zn2 Zn s Zn2 Cu s Zn s Cu2 DrGm 0 E 0 2020 6 19 可逆电池电动势的取号 E正负的实际意义 E 向外提供电能 E 外对内提供电能 注意 实际上测定的原电池的E不可能小于0 只有在纸面上讨论化学反应如何安排在电池中进行时才有E 0的情况 G负 E正 G正 E负
