化学电池与电极电位课件
25页1、2020/9/19,第七章电化学分析导论,第二节 化学电池与电极电位,一、化学电池 chemical cell 二、电极电位与测量 electrode potential and detect三、液接电位与盐桥 liquid junction potential and salt bridge 四、极化与超电位 polarization and excess potential 五、电极与电极分类 electrode and classification of electrodes,an introduction to electro-chemical analysis,electrochemical cell and electrode potential,2020/9/19,一、化学电池 chemical cell,电极:将金属放入对应的溶液后所组成的系统。 化学电池:由两支电极构成的系统;化学能与电能相互转换的装置; 电化学分析法中涉及到两类化学电池: 原电池:自发地发生电极反应将化学能转变成电能; 电解电池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置。 电池工
2、作时,电流必须在电池内部和外部流过,构成回路。,2020/9/19,外部电路的电流:电子的移动 溶液中的电流:正、负离子的移动。,2020/9/19,原电池,阳极:发生氧化反应的电极(负极); 阴极:发生还原反应的电极(正极); 阳极正极 阴极负极 电极电位较正的为正极,2020/9/19,电解电池,阳极:发生氧化反应的电极(正极); 阴极:发生还原反应的电极(负极); 阳极=正极 阴极=负极,2020/9/19,二、电极电位 electrode potential and detect,1.平衡电极电位 可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌-硫酸锌为例 当锌片与硫酸锌溶液接触时,金属锌中Zn2+的化学势大于溶液中Zn2+的化学势,则锌不断溶解到溶液中,而电子留在锌片上。结果:金属带负电,溶液带正电;形成双电层。 双电层的形成建立了相间的电位差; 电位差排斥Zn2+继续进入溶液; 金属表面的负电荷又吸引Zn2+ ; 达到动态平衡,相间平衡电位 平衡电极电位。,2020/9/19,2.电极电位的测量,无法测定单个电极的绝对电极电位;相对电极电位。 规定:将标准氢电极(人为规定任何温度下
3、,其电极电位为零)作为负极与待测电极组成电池,电位差即该电极的相对电极电位,比标准氢电极的电极电位高的为正,反之为负 (-)Pt|H2(101 325 Pa ),H+(1mol/dm)|Ag+(1mol/dm)|Ag(+) 电位差:+0.799 V; 银电极的标准电极电位:+0.799 V。 在298.15 K 时,以水为溶剂,当氧化态和还原态的活度等于1 时的电极电位称为:标准电极电位。,2020/9/19,表,2020/9/19,三、液体接界电位与盐桥 liquid junction potential and salt bridge,在两种不同电解质的溶液或两种不同浓度的同种电解质溶液接触界面上,存在着微小的电位差,称之为液体接界电位。 液体接界电位产生的原因:各种离子具有不同的迁移速率而引起。,(动画),2020/9/19,盐桥: 饱和KCl溶液中加入3%琼脂,装入U形管, 两端分别插入两个溶液当中; K+、Cl-的扩散速度接近,液接电位保 持恒定12mV。,2020/9/19,四、极化与超电位 polarization and excess potential,极化通常可以分
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