電極電勢與電池電動勢

當用導線連接原電池的兩電極，檢流計指針就會偏轉(zhuǎn)，表明在兩電極之間存在電勢差，即兩電極的電勢不同。電池電動勢：是指電池正負電極之間的平衡電勢差，即在沒有電流通過時的兩電極之間的電勢差，通常用E表示

E

=E+－E－

電極電勢產(chǎn)生的原因：

擴散雙電層理論4.2.1電極電勢與電池電動勢的產(chǎn)生

ZnZn2++2e溶解沉淀4.2.2電極電勢的確定和標準電極電勢1.標準氫電極3.參比電極

甘汞電極

甘汞電極的電極電勢與KCl濃度的關(guān)系2.任意電極電勢數(shù)值和符號的確定電極電勢數(shù)值的確定:標準電極電勢：待測電極處于標準態(tài)時，所測得的電極電勢。標準電極電勢符號的確定:H+(1mol·dm-3)|H2(p)|Pt

電極反應：2H+(1mol·dm-3)+2e→H2(p)E

(H+/H2)=0播放動畫4.2.3影響電極電勢的因素——能斯特方程1、電池電動勢的能斯特方程

化學反應等溫方程式：

△rGm=△rGm

+RTlnQ

∴－nFE=－nFE

+RTlnQ

對于aA+bB→gG+hH25℃時，濃度對電池電動勢的影響2、電極電勢的能斯特方程式：對于a

Ox+ne→

bRed

E(Ox/Red)

25℃時，注意：反應體系中是固體或純液體時，其濃度視為1。對于氣體組分，用分壓代替濃度，并要將分壓作標準化處理下一節(jié)（2）濃

差電池

（1）電極電動勢的影響因素

A、濃度對電極電動勢的影響

B、溶液pH對電極電動勢的影響

C、沉淀的生成對電極電勢的影響

D、配合物的生成對電極電勢的影響

E、弱電解質(zhì)的生成對電極電勢的影響Au(s)與Cl2(g)在水溶液中的反應方程式為：2Au+3Cl22Au3++6Cl-標準態(tài)條件下正向反應能否發(fā)生?若與純金相接觸的AuCl3濃度為1.0×10－3mol·dm-3，Cl2的分壓是1×105Pa,正向反應能否發(fā)生?試問：濃度對電池電動勢的影響1)Eθ池=

Eθ(Cl2/Cl-)－Eθ(Au3+/Au)=(+1.36V)－(+1.42V)=－0.06V（不能）（能）2)解例：用純水代替構(gòu)成標準氫電極的酸性水溶液，試計算該氫電極的電極電勢。解將氫電極半反應中的n值和純水中c(H3O+)＝1.0×10-7mol·dm-3,代入上式得:例如對于如下電極反應（假定MnO4－和Mn2+的濃度均為1mol·dm-3）

MnO4－+8H++5e→Mn2+(aq)+4H2O

E(MnO4－/Mn2+)=1.507V

即pH=0[c(H+)=1mol·dm-3]時的電極電勢為1.507V

當pH=5時：可見，酸度降低后，E(MnO4－/Mn2+)明顯降低，使MnO4－的氧化能力顯著下降，所以MnO4－在強酸性條件下的氧化能力強。解：例：Ag例：Cu氨水Cu2+例：解：解：例：電極電勢數(shù)值的確定E=E(Cu2+/Cu)－E(H+/H2)

=E(Cu2+/Cu)

=0.34V電極電勢的絕對值無法測量，必須與標準氫電極構(gòu)成電池，規(guī)定標準氫電極的電極電勢為0V，通過測量電池的電動勢，獲得該電極的電極電勢。如：銅電極電勢的確定電極電勢符號的確定電極電勢值可正、可負，由電位差計指針的偏轉(zhuǎn)來確定。正負值是相對于標準氫電極為零而言的。E=E(Cu2+/Cu)

=0.34VE=E(Zn2+/Zn)

=-0.76V正值意味著標準銅電極的電勢比標準氫電極高負值意味著標準鋅電極的電勢比標準氫電極低參比電極素瓷頭Hg2Cl2HgPtKCl溶液甘汞電極Cl

-(c)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)電極反應：Hg2Cl2(s)+2e→

2Hg(l)+2Cl-(c)甘汞電極的電極電勢與KCl濃度的關(guān)系濃差電池由兩個種類相同而電極反應物濃度不同的電極所組成的電池?？煞譃棰匐p液濃差電池如：

Ag（s）|AgNO3（c1）||AgNO3（c2）|Ag（s）

電池反應為：Ag+（c2）Ag+（c1）

②單液濃差電池如：

Pt|H2（p1）|H+（c）|H2（p2）|Pt

電池反應為：H2（p1）H2（p2）

（WaltherHermannNernst,1864-1941年）德國物理化學家，1864年6月25日生于西普魯士的布利森。1887年獲博士學位。1891年任哥丁根大學物理化學教授。1905年任柏林大學教授。1925年起擔任柏林大學原子物理研究院院長。1932年被選為倫敦皇家學會會員。由于納粹政權(quán)的迫害，1933年退職，在農(nóng)村度過了他的晚年。1941年11月18日在柏林逝世。

能斯特的研究主要在熱力學方面。1889年，他從熱力學導出電化學中著名的能斯特方程。同年，還引入溶度積這個重要概念，用來解釋沉淀反應。他用量子理論的觀點研究低溫下固體的比熱；提出光化學的“原子鏈式反應”理論。1906年，根據(jù)對低溫現(xiàn)象的研究，得出了熱力學第三定律，人們稱之為“能斯特熱定理”，這個定理有效地解決了計算平衡常數(shù)問題和許多工業(yè)生產(chǎn)難題。因此獲得1920年諾