第九章可逆电池的电动势及其应用

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1、物理化学电子教案一第九章匕一内巻訐下FS令巨壬目录WS92O1J-M4第九章 可逆电池的电动势及其应用可逆电池和可逆电极电动势的测定可逆电池的书写方法及电动势的取可逆电池的热力学电动势产主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戏电动势测定的应用生物电化学9,1可逆电池和可逆电极口电化学与热力学的联系皆组成可逆电池的必要条件官可逆电极的类型下一内君令乔王目录2OIJ7I4电化学与热力学的联系 t内客下内容令r王目录n返回2OIJ7I4桥梁公式:(AQ = -nEFhFF(2=-匚一=七 t内客下内容令r王目录n返回2OIJ7I4组成可逆电池的必要条件原电池土电解池上一内倉許下

2、F9返回2O1J.744组成可逆电池的必要条件原电池(-)Zn(s)-Zn2+2e(+)2AgCl(s)+2e -2Ag(s)+2Cr 净反应：Zn(s)+ 2 A2l(s) 2Ag(s)+ZnCl2电解池阴极：Zn+2e TZn(s)阳极：2Ag(s)+2Cr 2AgCl(s)+2eIMOBOBMBOBMBOBMB CUBOB *总反应：2Ag(s)4-ZnCl2 -Zn(s)+2AgCl上一内 f38 求目录n返回2OI3-M4可逆电极的类型第一类电极金属与其阳离$组成的电极氢电极氧电极卤素电极汞需电极第二类电极金属难溶盐及其阴离子组成的电极金属氧化物电极第三类电极-氧化还原电极 :-内冒

3、 5令呵主目录BS92013.7.14第一类电极及其反应电极电极反应M%+)IM(s)M2*(aJ+ze M(s)H* (a+)IH2(p),Pt2H*(aj4-2e- -H2(p)OHU,It2H2O+2e- -H2(p)+2OH (g.)H+(aJIO2(p).Pt6S)MHgH4u 2H2OOH(a.)IO2(p)PtO2(/?)+2H2O+4c -4OH (a_Cl- (a_)ICI2(p).PtCU(p)+2e- 2Cl(a_)Na*(d+)lNa(Hg)(d)*Nii(Hg)“(a) :-内客 5令呵主目录Bfi92013.7.14第二类电极及其反应电极电极反应Cr(a.)IAgC

4、l(s)IAg(s)AgCI(s)y *Ag(s)+Cl(.)OH-(zz.)IAg2OIAg(s)Ag2O(s)+H2O+2 e*2Ag(s)+2OH (d.)H +(口十)1 Ag2O( s )IAg(s)Ag2O4-2H+(fl+)+2e*2Ag(s)+H2O电极电极反应FJ+(Q), FedjJIPtFM 十(0H Cu*(a2)IPtCuA()+c- -*Cu*(c?2)Sn4*?), Sn2*(fl2)IPtSn(a j)+2e Sn2+(a2)上一容 a下FS目录返回20137-149.2电动势的测定a对消法测电动势的原理对消法测电动势的实验装置e-标准电池3为什么标准电池有稳定

5、的电势值a电动势与温度的关系上内書下一内窍令王目录返回2O1J-7I4对消法测定电动势的原理图E=(/?0+/?-)ZU二 RJ当心T8时，有:Ro+Rl&)E-U t-內害下一内芦令石1目录返回2O1J-7I4对消法测电动势的实验装置检流计工作电源返回上一内客 T皿目录2013-7-14上内魯A下一返回2013-7-14上内魯A下一返回2013-7-14标准电池结构图电池反应：(-)Cd(Hg)Cd2+Hg(l)4-2e- (+)Hg2SO4(s)+2e2Hg(I)+SO42-净反应：Hg2SO+(s)+Cd(Hg)(dr)+8/3H2O-*CdSO4-8/3H ?O( s)+Hg 上内魯A

6、下一返回2013-7-14标准电池结构图 t-内客A下一內15 令罚主目录2011714上內客訐下F8目录返也2011-7-14上內客訐下F8目录返也2011-7-14问题为什么在一定温度卜，含Cd的质疑门分数在$14% Z间，标准电池的电功势有定值？答：从Hg-Cd的相图可知，在室温 下，镉汞齐中镉含量在5-14%之 间时，体系处于熔化物和固溶休 两相平衡区，镉汞齐活度有定值。 而标准电池电动恃只与锅汞齐的 活度有关，所以也有定值.问题 t內書 5rtS令頁主目泳20)3.744标准电池电动势与温度的关系E/V= 1.01845405 X 10-5(77K-293.15) 9.5 X10-7

7、(T/K293.15尸+ lX108(K2935p我国在1975年捉出的公式为：EyV=E(293.l5K)A- 39.94(T/K-293.15)+0.929(77*2935)2().009(77K-293.15)3 +0.00006(77K293.15)4 X IO6通常要把标准电池恒温、恒湿存放，使电动势稳定上內客訐下F8目录返也2011-7-149.3可逆电池的书写方法及电动势的取号X可逆电池的书面表示法X可逆电池电动势的取号X从化学反应式设计电池上內 内育I &主目录2011.714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，起还原能用.2. “r表示相界面，有电势

8、差存在。3“II”表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计.4. “丨”表示半透膜.5. 要注明温度，不注明就是298.15 K;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, 通常是钠电极.上內 内育I &主目录n返回2011.714可逆电池电动势的取号Mm二霸自发电池：eo非自发电池：4久。，氏0例如：Zn(s)IZn2+IICu24ICu(s)Zn(s)4-Cu2+Zn2+Cu(s) zlrG,n 0Cu(s)ICu2*IIZn2+IZn(s)Zn?十Yu(s)Zn(sKCu2+ 4Gni0r EZn2+H2(p)从化学反应设计电池(2)AgCl

9、(s)Ag*+ClAg(s)IAg+(aq)IIHCl(aq)IAgCl(s)IAg(s)验证：(-)Ag(s) -Ag+e-(+) AgCl十巴一A呂+C1净反应：AgCl(s)TAg+ClI:十言A下一內窍丽去目录。返回20)1.7.1419.4可逆电池的热力学/ E与活度的关系/字求平衡常数用/ ,罠G詞【K吗电池反应的关系/从E及貝温度系数求骑九和芥几 t-内客下一内容令刁王目录n返回2013-7-14（I） E与a（活度）的关系Pt,H2(Pi)IHCl(0lmolkg)IC12e2)B(-)H2(pI)-2H+(6/IU)+2e(+) Cl2(P2)+2e 2C1(C|_)净反应：

10、H2(p i )+Cl2(p2)2H+(a H+)+ 2Cr(aa.) (1) t2HC1(g)(2) t-内序下一內直令刁壬目录返回2011-7.14（I） E与a（活度）的关系 t-内序下一內直令刁壬目录返回2011-7.14（I） E与a（活度）的关系 t-内序下一内巻令订王巨歹2011-714 t-内序下一內直令刁壬目录返回2011-7.14（I） E与a（活度）的关系 t-内序下一內直令刁壬目录返回2011-7.14（I） E与a（活度）的关系（1）E与a（活度）的关系 t-内序下一內直令刁壬目录返回2011-7.14（I） E与a（活度）的关系 t-内序下一內直令刁壬目录返回201

11、1-7.14（I） E与a（活度）的关系因为丫Ch Pcy 仙=- t-内序下一內直令刁壬目录返回2011-7.14（I） E与a（活度）的关系 t-内序下一內直令刁壬目录返回2011-7.14（I） E与a（活度）的关系 希）斜的八7八（2）E2=E$乙 Fauacl2HC1 =（W）2=亿沪 s （0-1）4 （乙=D2 两种写法.结果相同。但要记住：C/hci =Q；上植令可王目录返回2011-7.14(2)从求K$皿=-汩FL产- “InK$盘=RTgK$zFE$与K所处的状态不同，E$处于标准态，K$ 处于平衡态.只是4G爲将两者从数值上联系在 起。 t-内序下一內直令刁壬目录返回2

12、011-7.14(3) E , Gn和$与电池反应的关系例如： H2(/ )+C】2( h )2H乜 J+2C1 仏) 1/2H2(pi )+l/2CL( ps )-H4(HCl-(a)A,Gin(l) = -2EFE - ： lna_ 心=E、4.(2 = -EF 仇=2 g(2)E? =ln/C：K： =(KF t-內声仃一内容令0主目录659201).744(4)从疋和(轨求4/4和牛人8(-zEF)ardG-SdTVdpST=-A52沁凡=刃(羽 rHn =ArGm+ TAr5ro = rEF + zFT打丿 t內芦下一内容令卫壬目录返回2OIJ7I49.5电动势产生的机理X界面电势差

13、X外电位、农面电势和内电位X电极与溶液间的电位差X电动势的值X E值为什么可以测量X准确断路飞J內容令主目承802013.744电动势产生的机理界面电势差在金属与溶液的界面上，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为紧密层：另一部分离子按一定的浓 度梯度扩散到本体溶液中， 称为扩散层。紧密层和扩散 层构成了双电层。金属表面 与溶液本体之间的电势差即 为界面电势差。令主目承802013.744电极与溶液间的电势差电动势产生的机理B扩仅取后穩JU上-内書内容令同王目录返回3H37.I4 t内害下一内有令壬目录n返回20

14、117.14电极与溶液间的电势差 t内害下一内有令壬目录n返回20117.14电极与溶液间的电势差表面电势X电动势产生的机理把单位正电荷在真空中从无 穷远处移到离表面lOcm处 所作的电功，可以测量.从10-RTEgiRed) = E (OxIRcd)这就 JNcrnstyj 程。 t內倉令主目录802013744为何电极电势有正、有负?标淮氢电极J给定电极K+ I K($)Ca- ICa(s)Al J I Al(s)Zn- I Zn(s)PbT Pb(s)E增大垃OxIRcd) V （非自发电池）上一內客下一內容令可主目录返回2011714上一內客下一內容令可主目录返回2011714Pt,

15、H2(p$ ) I H(q厂=1) I H2Q? ),Pt(s EoxIRed)二 CulCu(s)AgT Ag(s)Au11! Au(s)(OxIRed) 0(自发电池上內客T18令豆壬目录WUI2013.744二级标准电极甘汞电极氢电极使用不方便, 用有确定电极电势的甘 汞电极作二级标准电极。PtlH2(ps )IH+( = I)H Cl (aa )IHg2Cl2(s)IHg(J) =(aiHg2Cl2(s)IHg)E(CriHg2Cl2(s)IHg)/V0. 10.33371.00.2801饱和0. 2412电池电动势的计算Zh(s)IZn2t )IICu2 )ICu(s)(-)ZnZn

16、【(.) + 2c(+) Cu%J + 2e Cu(s) 净反应:Zn(s) + Cu2 (仏“ )Cu(s) + Zn(怯严)方法一：E = (CKIRcd) CoxIRcd)(-)上一內客下一內容令可主目录返回2011714上一內客下一內容令可主目录返回2011714上一內客下一內容令可主目录返回2011714方法二浄反应：7n+ Cu2 （叫屮）Cu（s） + Zn（气十）化学反应等温式：“ArGin =2EF盘=-2F FE = E$(ZnlZn)两种方法，结果相同上一內客下一內容令可主目录返回20117149.7电动势测定的应用曲（1求热力学函数的变化值曲（2）判断氧化还原的方向曲（

17、3）求离子迁移数於（4）测平均活度系数 （5）测定未知的歹（OxlRed）值氏（6）求K, K, K（不稳定）等血（7）测溶液的pH-f （8） E（OxlRedMpH图、水的电势UpH图、铁的 电势ZJ pH图（9） EfOxIRcdl lga图q上一内序.下一15nJS2011.7.14（1）求热力学函数的变化值测定：E.必阖应用：求人心“点“凡宀弘鸟ArGm =乙EF 心=一曲 F凡二-逝+刃僚）（2）判断氧化还原的方向应用：（2）判断氧化还原的方向已知： 氏代0）=0.799 V Fe低r =0.771 V 试判断下述反应向哪方进行？Fe2 +Ag Fe? +Ag（s）排成电池：设活度

18、均为1 PtlFe2FeAf II AgTAg（s）E = E% = 0.799V-0.771V0正向进行。匕一內害A下一內直令二王目录2OIJ7-I4匕一內害A下一內直令二王目录n返回2OIV7I4匕一內害A下一內直令二王目录n返回2OIV7I4（3）求离子迁移数应用：（3）求一价离子的迁移数匚，LPtIH 2（7）IHCl（w）IHCl（nOIH2Q7）IPt EPtIH iQMIHCl（加）IIHC1（M 比（p）IPtF = E, + EvE严 E-Ec解出匚和t.匕一內害A下一內直令二王目录n返回2OIV7I4(5)测定未知的(OxIRed)值(4) 测离子平均活度系数人应用：(4)

19、测离子平均活度系数人PtIH :(ps )IHCl(w)IAgCl(s)IAg(s)(- + 0(+) AgCI( s) + e Ag(s) + C) (aa jHJ/? )4-AgCI(s) Ag(s)+Cl (cr ) + H (H.)E _ 坨blAsCg) 一nt7H*ua小RT,2=(CF IAgCI，A8)p 门尸土F和加已知，测定E,可求出人r-內魯下一3令壬目录O2011.744(5) 测定未知的0(OxlRed)值应用：(5)测定未知的E$(Ox|Red)值 小” 2RT、m 2RT、% 3 = E + lnln 根据德拜-休克尔公式：In 人=A9 /7 AJnt小厂 2R

20、T, m 2RTA 厂“尸 2RT. m 2RTA /甘 L 尿阪1以 E +In r- +m H 作图F 亦 F图见下页：r-內客下一內客令壬目录O2011.744 t-内声下一内容令习壬目录n返回2OIJ-7I4(5)测定未知的(OxIRed)值 t-内声下一内容令习壬目录2OIJ7I4(6) 求K；,心K(不稳定)应用：求略尺，硃猊A.求AgCl (s)的 K爲 设计电池9使电池反应为AgCI(s) AhS HCT(怙)Ag(s)IAg* (%)IICI (tfcr )|AgCl(S)IAg(s)尸 W叭广实g =02224V-0.7991V -4.5767V t-内声下一内容令习壬目录

21、n返回2OIJ-7I4(5)测定未知的(OxIRed)值(6)求K：, Q K (不稳定)B.求水的K：设计电池，使电池反应为：H20 t HOH-电池 I ： PtIH, S )IH+(% )IIOH (* )IH2 )IPl (-)纠“)一HV%)+e略(十)H2O+C -J H,(/)+H (%) 略 叫)=-0.828V 净反应 H,OH )+OH )E，= -0.828Vw1.004x10 14 t一內童下一内容令石壬目汞2OIJ744(6) 求心，Kj, K$ (不稳定)电池 II: PtlO,(p$ )IH (5一)110比(| )00? )IPt纠QiO24-H* +e E|O

22、)= 1.229V(+ O2+iH2O + e OH|Q(= 0.401V净反应 HQtT + OFTE，= 0.401V -1.229V = -0.828V= exp -=1.004x10 14I RT丿a F內容丽主目录WKO2OI3.7.U t-内声下一内容令习壬目录n返回2OIJ-7I4（6） 求心，Kl K，（不稳定）电池III: PtlH?(/ )IBa(OHb卿BuC 阿)IAgCIIAg(-)|H2H (/fw/%|i )+e(+) AgCl(s)+e Ag(s) + Cr(acr )净反+ AgCl(s)Ag(s) + H+ +C1己知,测定E可计算K*。 t-內客下一內色令

23、亏壬目录n返回2013-7.14 t-內客下一內色令亏壬目录n返回2013-7.14 t内客A下一9客令可壬目录遨回201,1.7.14（7）测溶液的pH应用：（7）测溶液pHA.醍氢醍电极摩尔甘汞电极11醍氢覘IPI9?(+) J I 2H4 i 2b Q6on(OxIRed) = (OxIRed)= 0.6995V-0.059l6VxpH如匕(包叫严(屉)，FgRcd)=0.6995V,pH =- Ig（7） 测溶液的pHE = E（瞬畑厂坨摩尔甘来）=0.69 95V （）.05916fcpH-0.280 IV0.4194E/VpH =r 0.05916 使用醍氢覘电极注意事项：-pH7

24、l时，为负值.-pH8. 5时，氢醞酸式解离，并易发生氧化.T醍-氢醒为等分子复合物，溶解度很小, 用量不必太多。q上一内密 k內建令閒主目录niSD201.1.7.14（7） 测溶液的pHB.玻璃电极pH定义: t-內客下一內色令亏壬目录n返回2013-7.14pH(x) = pH一pH操作建义:(E、-E、)FRTInlOpH一咆 仙二冷护 因为人/无法测量.故该运义不严格,pH（s）有五种标准溶液。 t-內客下一內色令亏壬目录n返回2013-7.14氧电极的E(OxlRed)- pH图什么叫电势-pH图？电极电势的数值不但与溶液中离子的浓度有关，而 H有的还与溶液的pH值有关。在保持温度

25、和离子浓度为定值的情况下，将电极电 势与PH值的函数关系化图上用一系列|山线农示出來，这 种图就称为电势-pH图。通常用电极电势作纵坐标，I川值作横坐标，亦同 温 度卜S指定一个浓度,就可以画出一条电势-pH曲线。匚 t 一内序令王目录返回2OIJ.7-I4(8) E(OxlRed)- pH图电势讪1图的应用从电势pH图可以清楚地看出各纽分生成的条件 及稳定存在的范围。应用V： 1.离子分离，2湿法冶金，3金属防腐 及解决水溶液中发牛的-系列氧化连原反应及卜衡问 题。冈为它表示的是电极反应达平術时的状态，所以 电势pH图也称为电化学平衡图。嶽电极的电势pH图对于氣和氧发心氣化还原t成水的反应可

26、以安排 成一种燃料电池，电解质溶液的pH値nf以4：1-!4的范 1书1内变动,暂时以酸性溶液为例.温度都保持在29*心根据氧电极的电极反应和电极电势的能斯特方程 看出，氣电极的还原电极电忧与pH值的函数关系是一 个直线方程，截距是前两项Z和，斜率是-0.0592e 设定不同的氧的压力.可以得到不同截距的组平行 线。r訐下-咅t-。返匕2015-7 1 ；氧电极的E(OxlRed)- pH图H2(pH,)IH2SO4(aq)l02(pO5) 氧电极:O2+4H+4e - -*2H2O/ V1.5g05 -aMT-u-AKT Pi厶E(Oy H,O)RT二戸 2,=1,229 V4ln(-)-0

27、,0592pH4F pO 246 K 102 14 pll昆包极的电够-时1讯当氧气压力为标准压力时，截距为1.229 V, 用蓝线表示。戯距 斜率A 下& 主目录，返回氧电极的E(OxlRed)- pH图氧电极的E(OxlRed)- pH图氧电板的电妙-pH国返回 一内客下- &主自录2O1J-7I4氧电极的E(OxlRed)- pH图H2(plh)IH2S04(aq)l02(p0J X 电极：O2+4H4+4e - -2H2Orvi. H20)RT=ES (O, H,O)+ln(ao, .)=1.229V+ - ().()592pH 4F p截距斜率当氧气压力为107PaW，截距为1.25

28、9V,用绿红. 表示。L内客 F纟：rWK92013.7440246810 12 14 pH氧电圾的电fr-pH0下一内容亍20117-14i(r hi氧电极的E(OxlRed)- pH图H2(PH),H2SO4(aq)l277o,)氧电极;O2+4H+4e -2H.Oe(o2 h2o)RTNg, H2O)+ ln(uo, 删32011.744氧电极的E(OxlRed)- pH图可见，氧气压 力越高.氧电极的 电势也越大。通常将平行线 之上称为氧稳定区, 之下称为水稳定区。札电极的电-pH图2O1J7.M t-內序下一内有令王目录氢电极的电势pH图氢电极实际上起的是氧化反应，但电极 电势仍用的

29、是还原电势。根据能斯特方程，氢电极的电极电势与pH 的函数关系也是一个直线方程，第一项是截距， 第二项中斜率也是-0. 0592o设定不同的氢气压力，可以得到截距不同的 一组平行线。 t-內序下一内有令王目录n返回20iJ.ru氢电极的电势pH图H2(pHn)IH2SO4(aq)l02(/7O1)氢电极:H2(pH,) F.Vrt a.E(HHJ=In(半) 2F %M PaRT Dln(-)-0()592pH 2卜 p-截趺 斜率11电权的电挣创1田当氢气压力为标准压力时,截距为0V,用蓝线衷乩二一內声.下F咅令匝壬目录WSQ12013.744氢电极的电势pH图氢电极的电势pH图氢电极的电势

30、pH图二一內声.下F咅令匝壬目录WSQ12013.744氢电极的电势-pH图H2(plh)IH2S04(aq)l02(/7O1)Av4v氢电极:H2(pHJ-2H+2e-1.5 inE(HSHJ05冰定ARTf 压、 =-In(-r-)02尸昭4.-.p0=-竺 ln(与)-()0592pH 2F pSD2013.744氢电极的电势-pH图鑫电奴的电务-pH国 t内有下一内容令刁壬目廉返回20117-14氢电极的电势-pH图H 2(A l2)l H 2SO4( a q) IO 2(pO1)氢电极：比(”心一2HJ2(r49-内會A下主目录返回2OB7I4氢电极的电势-pH图-内會A下主目录返回

31、2OB7I4氢电极的电势-pH图io* riiu片f(HH2)RT.鬥,、=-2尸%二一竺 In(与)_0.()592pHIF p截距 斜率026 III 12乱电权的电甘一pH冒 当氮气压力为10* Pa时，截距为正的0.0592 V,上_内 y-8s主目录WB92OIJ.7.I4用红线表示。氢电极的电势-pH图可见氢气压力电极电势越所以将平行线 以下称为氢稳定区, 以上称为水稳定区。-内會A下主目录返回2OB7I4HO的电势-pH图iu IaIfFPaIt IS10* Po-*iiy hiIO? PoEZ瓦魂; 区将氧电极和氢电极的电势 pH图画左同一张图上.就得到n 了比。的电势pH图。

32、io因两者的斜率相同,仅是 截距不同，所以是一组平行线，0 平行线之间的距离就是该燃料Q 5 电池的电动势，兀值与pH无关。.1。显然.当出和6的压力都也 等于标准压力祇 麼燃料电池 W抹弗討5 的电动势均为1.229V。上一内言.下一rtS令爻壬目录2013-7.14比0的电势-pH图1.0-応魄定区-1.5 -0246810 12木的电势一pH图14 pH上一内言.下一rtS令爻壬目录2013-7.14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，这样组成的电池才 是自发电池。所以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

33、力越高，组 成的电池电动势越大，反应趙势也越大。上内客T1令阳主目录2011X14铁的各种电势-pH图l.Fe.OjjFe3*enFc2O3(s)+6H+ZFcH.O:;K 一/(Fc“)从热力学求得：u zz6(HJ KfO.O362lgK“=21g“( Fe3+)+6pH4,5lgd(FJ+)=0.72033pH该反应不是氧化还原反应，只与溶液的pH有关，所以在电pH势-pH图上是一组垂直于横坐FcXM冷的电势-pH图标的垂线,，如(A)垂线。t內巻下一内净令UP目录n返回2011-7.14铁的各种电势-pH图铁的各种电势-pH图随養三价铁离子浓度 的不同，pH值也会不 同。设三价铁的活度

34、 为 109 则PH=1.76OE.V1.51.00.5 lezOjpH值越小，三价铁的 浓度越大，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。o051”0-L51.7602468101214pllFeO与FP的电务-pH图上-內害2013.744铁的各种电势-pH图2Fe与FeI(FcFch)=E：- RTIFR(a(Feu)/a(Fe3) 设a(Fc24)=(Fe3+)E(FcH,Fek)=F =0.771 VFe+e Fc该反应是氧化还原反应， 但与溶液的pH值无关，所以 在电势-pH图上是一组平行于 pH轴的水平线。如(B)线。 !1F 魯下一19令丽王目

35、泳返曰2011.7.14铁的各种电势pH图 t-內答 下一內有令石;王目录2011714当两种离子的活度 相等，这时的电极电 势就等于标准电极电 势，为 0. 771 V,三价铁离子活度越 大，电极电势越高， 所以(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。铁的各种电势-pH图3.Fe2+ 与Fe(s)Fc2+2e -Fe(s)E(Fe2f,Fe)=3 -RT/2Fi( lM(Fe2*)a(Fe24-)=10-61.0(Fe3+,Fe)=-0.617 V0J0该反应是氧化还原反应.21_匚与溶液的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。

36、如(C线 26 PV，2 14FF与F2Fc2+4-3H2OE(Ox/Red)= /?772Fln()=I0-6，(Ox.Red)=1.083V-0.177pH该反应既是氧化还原反应, 又勻溶液的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1.083 Vo t-内吾下一內答令&壬目录n返回20117.14铁的各种电势-pH图斜线的斜率随着铁 离子浓度不同而不同。 设二价铁离子的活度 为10,则斜率为- 0. 11 7o显然，在不同 pH条件下有不同的电 扱电势值。斜线左下方是二价铁离 子稳定区，右上方是三 氧化二铁的稳定区n返回2013-7.144上_内倉

37、下一内容令总壬目歹铁的各种电势-pH图5.铁防腐的电势-pH图 将铁与水的各种电势-pH图 合在一起.对讨论铁的防 腐有一定的指导意义。（1）线以下是铁的免腐蚀 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24 b 81012 34pH2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，铁被腐蚀的趋势亦大。(3) (A)(D)线以左区 域是铁的腐蚀区.要 远离这个区域。71.51.0 0 5n-0.5-1.0 L502468301214挟的防店电势pHBB常用油漆、

38、塑料 或金属在铁的表面形 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。铁的各种电势-pH图铁的各种电势-pH图上-内書令可王目录返回20117.14铁的各种电势-pH图铁的各种电势-pH图02468101214pH枝的馬腐电妙pH囹铁的各种电势-pH图(4)在(A). (D)线以右. 铁有可能被氧化成甩2。3或 Fe304,这样可保护里面的 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， 则铁也有可能被腐蚀生成 亚铁酸离子。铁的各种电势-pH图铁的各种电势-pH图上-内書返回20117.14(9) 测E心咖)妝图=0.

39、337V-1359V = -1.02V反应 Ci】Cl)Cii(s)+Ch(“) 是非自发的，电池为非自发 电池，铜极电势低.为负极.同鐸豔罷關旷t-内言下一内容令石三目录n返回2OI1M4(1 ) 电化学势(Electrochemical Potential)总功 W = ?占/+ zeX + “=左。（电功）+ /（化学功）=/k电化学势）心=屮+ ）（）对带电体系，用电化学势判断自动变化方向.匕一丙客下一内巻令石于目录返回2011-714金属与溶液间的电势差0=%-巴=y/%.aq)十M) - “JM)%皿十叭g =万：y (“q)十人(M) -仏 =(”) lmol Kz = l,e=

40、F气.(a) + F(P(a)= “卍(/?) + F(P(/f)“匕一內害A下一内密令刁于目录返回2OIJ.7I4（2） 膜电势E : = Ocz.0) = 0(a)- 0(0)“匕二“二 +/?rlnaK医学上，膜电势习惯用负值表示。维扌扌了 细胞膜内外的电势差，就维持了生命。LJ4上一内客下一内容主目录。返回2OL1.7.I4L_NERNSTWALTHER NERNST (1864-1941). German physicalchemist, did much of the early important work in electrochemistry,studying the ihcrinodynamics of galvanic cells and the diffusion of ions in solution. Besides his scientific researches, he developed the Nernst himp.which used a ceramic body. This lamp never achieved commercial importance since the tungsten lamp was developed soon afterwards-rtw訐下返回2OIJ7I4