最新09章_可逆电池的电动势及其应用(共119张PPT课件).pptx-淘文阁

资源描述

《最新09章_可逆电池的电动势及其应用(共119张PPT课件).pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新09章_可逆电池的电动势及其应用(共119张PPT课件).pptx（119页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、上一内容下一内容回主目录O返回物理化学(w l hu xu)电子教案第九章2022-7-25第一页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回9.1 可逆电池(dinch)和可逆电极第九章可逆电池(dinch)的电动势及其应用9.2 电动势的测定9.8 内电位，外电位和电化学势*9.3 可逆电池的书写写方法及电动势的取号9.4 可逆电池的热力学9.5 电动势产生的机理9.6 电极电势和电池的电动势9.7 电动势测定的应用2022-7-25第二页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回9.1可逆电池(dinch)和可逆电极(电化学与热力学的联系(组成可逆电池的必要条件(可逆电极的

2、类型及其反应2022-7-25第三页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回一.电化学与热力学的联系(linx)r, ,f,maxrm, ,()()T P RT P RGWnEFnEFGzEF 2022-7-25第四页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回二.组成可逆电池(dinch)的必要条件化学反应(huxu fnyng)可逆原电池电解池能量(nngling)变化可逆2022-7-25第五页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回二.组成可逆电池(dinch)的必要条件净反应：2ZnCl2Ag(s)2AgCl(s)Zn(s)原电池-22Cl2Ag(s)2e2Ag

3、Cl(s)(2eZnZn(s)(总反应：2AgCl(s)Zn(s)ZnCl2Ag(s)2电解池-22e2AgCl(s)2Cl2Ag(s)Zn(s)2eZn阴极：阳极：2022-7-25第六页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回二.组成(z chn)可逆电池的必要条件前述电池反应与电解池反应是互为可逆的反应，称为电池反应可逆。是可逆电池的必要条件之一。可逆电池的另一个必要条件是能量交换可逆。这要求电池在放电(fng din)和充电时电流强度要无限小，使得电池在放电时放出的能量和充电时充入的能量相等。如果电池中存在液接电势，则在两液体接界面上会出现扩散，扩散是不可逆的，电池也必然

4、成为不可逆。消除液接电势的常用办法是使用盐桥。2022-7-25第七页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回三.可逆电极(dinj)的类型金属与其阳离子组成的电极(dinj)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(z chn)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2022-7-25第八页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回第一类电极(dinj)及其反应Na+(a+)|Na(Hg)(a) Na+(a+)+nHg+e- Na(Hg)n(a)电极电极反应Mz+(a+)|M(s)Mz+(a+)+ze- M(s)H+ (a+)|H2(

6、Ag2O(s)+H2O+2 e- 2Ag(s)+2OH-(a-)H+(a+)|Ag2O(s)|Ag(s)Ag2O+2H+(a+)+2e- 2Ag(s)+H2O2022-7-25第十页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回第三类电极(dinj)及其反应电极电极反应Fe3+(a1), Fe2+(a2)|Pt Fe3+(a1)+e- Fe2+(a2)Cu2+(a1), Cu+(a2)|Pt Cu2+(a1)+e- Cu+(a2)Sn4+(a1), Sn2+(a2)|Pt Sn4+(a1)+2e- Sn2+(a2)2022-7-25第十一页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回9

7、.2电动势的测定(cdng)$对消法测电动势的原理$对消法测电动势的实验装置$标准电池$标准电池电动势与温度的关系$为什么标准电池有稳定的电势值2022-7-25第十二页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回一.对消法测定(cdng)电动势的原理E=(R0+Ri)IU=R0I当R0时，有：R0+RiR0EU2022-7-25第十三页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回一.对消法测定(cdng)电动势的原理波根多夫对消法：工作电池EW与均匀电阻AB构成回路，在电阻AB上产生均匀电势降。待测电池负极与工作电池负极相连，正极经检流计接到电阻滑动点C上。当滑动C使检流计电流为零

8、时(ln sh)，待测电池电动势与电阻AC上的电势降相等，方向相反。同样方法与标准电池连接，标准电池电动势与电阻AH上的电势降相等。得右式AHACEEsx2022-7-25第十四页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回二.对消法测电动势的实验(shyn)装置工作电源电位计检流计标准电池待测电池2022-7-25第十五页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回三.标准电池电池(dinch)反应：(-) Cd(Hg)Cd2+Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-2Hg(l)+SO42-净反应(fnyng)：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2OCdSO4

9、8/3H2O(s)+Hg(l)2022-7-25第十六页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回三.标准电池2022-7-25第十七页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回四.为什么标准电池有稳定(wndng)的电势值为什么在一定温度(wnd)下，含Cd的质量百分数在514%之间，标准电池的电动势有定值？答：从Hg-Cd的相图可知，在室温下，镉汞齐中镉含量在514%之间时，体系处于熔化(rnghu)物和固溶体两相平衡区，镉汞齐活度有定值。而标准电池电动势只与镉汞齐的活度有关，所以也有定值。2022-7-25第十八页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回四.为什么标

10、准电池有稳定(wndng)的电势值2022-7-25第十九页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回五.标准电池电动势与温度(wnd)的关系ET/V=1.01845-4.0510-5(T/K-293.15)- 9.510-7(T/K-293.15)2+110-8(T/K-293.15)3ET/V=E(293.15K)/V-39.94(T/K-293.15)+0.929(T/K-293.15)2- 0.009(T/K-293.15)3+0.00006(T/K-293.15)410-6我国在1975年提出的公式为：通常要把标准电池恒温(hngwn)、恒湿存放，使电动势稳定。2022-7-2

11、5第二十页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回9.3 可逆电池的书写(shxi)方法及电动势的取号! 从化学反应式设计电池! 可逆电池的书面表示法! 可逆电池电动势的取号2022-7-25第二十一页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回一.可逆电池(dinch)的书面表示法1. 左边为负极，起氧化(ynghu)作用；右边为正极，起还原作用。2.“|”表示相界面(jimin)，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298.15 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

12、电极要写出导电的惰性电极，通常是铂电极。2022-7-25第二十二页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回一.可逆电池(dinch)的书面表示法可逆电池书写可逆电池书写(shxi)方法举例：方法举例：1）Pt，H2(100kPa)H+(a1)Ag+(a2)Ag(s)2）Ag(s)+AgI(s)I(a1)Cl(a2)Cl 2(p), Pt3）Pb(s)+PbSO4(s)SO4-2 (a1)Cu2+(a2)Cu(s)4）Pt，H2(p)NaOH(a)HgO(s)+Hg(l)2022-7-25第二十三页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回二.可逆电池(dinch)电动势的取号

15、n( ) Zn(s)Zn()2ea 22Cu( ) Cu()2eCu(s)a 净反应(fnyng):2222CuZnZn(s)Cu()Cu(s)Zn()aa 方法(fngf)一:2222(Cu|Cu)(Zn|Zn)CuZn11 ln n2 l2RTRTEEFaFa$(Ox|Red) ( )(Ox|Red) ( )EEE2022-7-25第四十九页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回六. 电池电动势的计算(j sun)（方法二）净反应:2222CuZnZn(s)Cu()Cu(s)Zn()aa 化学反应(huxu fnyng)等温式：22(Cu|Cu)(Zn|Zn)22ZnCuln2E

17、n)(Cl)(ClppzFRTEpp2022-7-25第五十一页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回七. 浓差电池(dinch)(Concentration Cell)*B.电解质相同(xin tn)而活度不同阳离子转移(zhuny)阴离子转移4.Ag(s)| )(Ag|)(Ag|Ag(s)21aa12412ln)(Ag)(AgaazFRTEaa5.-12Ag|AgCl(s)|Cl ()|Cl ()|AgCl(s)|Agaa2152-1-ln)(Cl)(ClaazFRTEaa2022-7-25第五十二页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回七. 浓差电池(dinch)(C

19、势测定(cdng)的应用七. 测溶液的pH九. E(Ox|Red) -lga图及应用八. E(Ox|Red)pH图、水的电势pH图、铁的电势pH图六. 求 (不稳定)等apwKKK，$五. 测定未知的 (Ox|Red)值E$二. 判断氧化还原的方向三. 求离子迁移数一. 求热力学函数的变化值四. 测平均活度系数2022-7-25第五十五页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回一. 求热力学函数(hnsh)的变化值rmpEHzEFzFTT 测定：, , pEEET$应用：(1)求rmrmrmrmR,GGSHQ$rmrmGzEFGzE F $rmpESzFTRpEQzFTT2022-7-

20、25第五十六页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回二. 判断氧化(ynghu)还原的方向已知：32(Ag |Ag)(Fe|Fe)0.799 V0.771 VEE$试判断下述反应向哪方进行？23FeAgFeAg(s) 排成电池：设活度均为1Ag(s)|Ag|Fe,Fe|Pt32正向进行。0.799V-0.771V0EE$应用(yngyng)：(2)判断氧化还原的方向2022-7-25第五十七页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回三. 求离子(lz)迁移数应用(yngyng)：(3)求一价离子的迁移数t+，t-c2222Pt|H ( )|HCl( )|HCl( )|H (

21、)|PtPt|H ( )|HCl( )|HCl( )|H ( )|PtpmmppmmpEEj()ln1RTmEttFmtt解出t+和t-jcEEEjcEEE2022-7-25第五十八页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回四. 测离子(lz)平均活度系数应用：(4)测离子平均(pngjn)活度系数-2-122H-Cl122ClHPt|H ()|HCl( )|AgCl(s)|Ag(s)(-)H ()H ()e( )AgCl(s)eAg(s)Cl ()H ()AgCl(s)Ag(s)Cl () + H ()pmpaapaa $2(Cl |AgCl,Ag)(H|H)HCl22(Cl |Ag

22、Cl,Ag)lnlnRTEEEaaFRTmEFm$和m已知，测定E，可求出E$2022-7-25第五十九页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回五. 测定(cdng)未知的E(Ox|Red)值-(Cl |AgCl,Ag)22lnlnRTmRTEEFFm$根据(gnj)德拜-休克尔公式：mAIAln-(Cl |AgCl,Ag)22lnRTmRTAEEmFFm$以22lnRTmRTAEmFFm$对作图m图见下页：应用：(5)测定未知的 (Ox|Red)值E$2022-7-25第六十页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回五. 测定(cdng)未知的E(Ox|Red)值2022

24、)电池，使电池反应为： H2OH+OH-22122H(H |H )1222OH(OH |H )( )H ()H ()e 0( )H OeH ()OH ()0.828VpaEpaE $电池(dinch):-22HOHPt|H ()|H ()|OH ()|H ()|Ptpaap$14W0.828Vexp1.004 10EzE FKRT $apwKKK，$2HOH H OH ()OH ()aa 净反应2022-7-25第六十三页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回六. 求 (不稳定(wndng)22112224(H |O )112242(OH |O )( ) H OOH e 1.229V

25、( ) OH O + eOH 0.401VEE $电池:22HOHPt|O ()|H ()|OH ()|O ()|Ptpaap$14Wexp1.004 10zE FKRT$apwKKK，$2 H OHOH 净反应0.401V1.229V0.828VE $2022-7-25第六十四页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回六. 求 (不稳定(wndng)-12W2OH-Cl-122(-)HH (/)e( )AgCl(s)eAg(s)Cl ()HAgCl(s)Ag(s)HClKaa 净反应电池:22122Pt|H ()|Ba(OH) (),BaCl ()|AgCl|Agpmm$-wCl(C

26、l |AgCl,Ag)OHwClOHln,K aRTEEFaEaaEK已知，测定可计算。$apwKKK，$2022-7-25第六十五页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回七. 测溶液(rngy)的pH应用(yngyng)：(7)测溶液pHA.醌氢醌电极(dinj)摩尔甘汞电极|醌氢醌|Pt()(Ox|Red)(Ox|Red)2Hln2 0.6995V-0.05916VpHaRTEEFaa氢醌(醌)$()(Ox|Red)H 0.6995V , pH -lgaaEa(醌)氢醌其中， $2022-7-25第六十六页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回七. 测溶液(rngy)

27、的pH05916. 0/V-0.4194pH2801V. 0-pH0.05916V-V6995. 0)()|(EEEE摩尔甘汞氢醌醌使用醌氢醌电极注意事项：pH7.1时，E为负值。pH8.5时，氢醌酸式解离，并易发生氧化。醌-氢醌为等分子复合物，溶解度很小，用量不必太多。2022-7-25第六十七页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回七. 测溶液(rngy)的pHB.玻璃(b l)电极xpHFRT)(303. 2玻玻2022-7-25第六十八页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回七. 测溶液(rngy)的pH pH理论(lln)定义：HHHHHpHlg caac 因为无

28、法测量，故该定义不严格，$sx()pH(x)pH(s)ln10pH(s)pHEE FRT有五种标准溶液。操作定义：2022-7-25第六十九页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回八. E(Ox|Red)- pH图* 在保持温度和离子浓度为定值的情况下，将电极电势与pH值的函数关系在图上用一系列曲线表示(biosh)出来，这种图就称为电势-pH图。1.什么(shn me)叫电势-pH图？电极电势的数值不但(bdn)与溶液中离子的浓度有关，而且有的还与溶液的pH值有关。通常用电极电势作纵坐标，pH值作横坐标，在同一温度下，指定一个浓度，就可以画出一条电势-pH曲线。2022-7-2

29、5第七十页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回八. E(Ox|Red)- pH图* 应用于：1. 离子分离(fnl)，2. 湿法冶金，3. 金属防腐及解决水溶液中发生的一系列氧化还原反应及平衡问题。2.电势(dinsh)-pH图的应用从电势-pH图可以清楚地看出各组分生成的条件及稳定存在(cnzi)的范围。因为它表示的是电极反应达平衡时的状态，所以电势-pH图也称为电化学平衡图。2022-7-25第七十一页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氧电极(dinj)的E(Ox|Red)- pH图3. 氧电极(dinj)的电势-pH图对于氢和氧发生氧化还原(hun yun

30、)生成水的反应可以安排成一种燃料电池，电解质溶液的pH值可以在1-14的范围内变动，暂时以酸性溶液为例，温度都保持在298 K。根据氧电极的电极反应和电极电势的能斯特方程看出，氧电极的还原电极电势与pH值的函数关系是一个直线方程，截距是前两项之和，斜率是-0.0592。设定不同的氧的压力，可以得到不同截距的一组平行线。2022-7-25第七十二页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氧电极(dinj)的E(Ox|Red)- pH图当氧气压力为标准(biozhn)压力时，截距为1.229 V，用蓝线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2) 氧电极(dinj)：O2+

31、4H+4e - 2H2O+222422OH(OH O)=(OH O)+ln()4ERTEaaF，$2OpH 1.229 V+ln()4 0.0592 pRTFp截距斜率$2022-7-25第七十三页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氧电极(dinj)的E(Ox|Red)- pH图2022-7-25第七十四页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氧电极(dinj)的E(Ox|Red)- pH图当氧气压力(yl)为107 Pa时，截距为1.259V，用绿线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2) 氧电极(dinj)：O2+4H+4e - 2H2O22+224

32、22HOO1.229V+ln(0.0592(OH O)=(OH O)+ln()4p)4 H ERTpRTFpEaaF，斜截距率$2022-7-25第七十五页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氧电极(dinj)的E(Ox|Red)- pH图2022-7-25第七十六页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氧电极(dinj)的E(Ox|Red)- pH图当氧气压力(yl)为103 Pa时，截距为1.199 V，用红线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2) 氧电极(dinj)：O2+4H+4e - 2H2O22+22422HOO1.229V+ln(0.059

33、2(OH O)=(OH O)+ln()4p)4 H ERTpRTFpEaaF，斜截距率$2022-7-25第七十七页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氧电极(dinj)的E(Ox|Red)- pH图可见(kjin)，氧气压力越高，氧电极的电势也越大。通常(tngchng)将平行线之上称为氧稳定区，之下称为水稳定区。2022-7-25第七十八页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氢电极(dinj)的电势-pH图氢电极实际上起的是氧化反应(fnyng)，但电极电势仍用的是还原电势。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(y )直线方程，第一项是截距，第二

34、项中斜率也是-0.0592。设定不同的氢气压力，可以得到截距不同的一组平行线。2022-7-25第七十九页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氢电极(dinj)的电势-pH图当氢气压力为标准(biozhn)压力时，截距为0 V，用蓝线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2) 氢电极(dinj)：H2(pH2) 2H+2e - 2+H+22H(H ,H ) =ln()2aRTEFa2HpH ln()2 0.0592 pRTFp 截距斜率$2022-7-25第八十页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氢电极(dinj)的电势-pH图2022-7-25第八十

35、一页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氢电极(dinj)的电势-pH图当氢气(qn q)压力为107 Pa时，截距为-0.0592 V，用绿线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2) 氢电极(dinj)：H2(pH2) 2H+2e - 2+2+2HHH2ln()2(H ,H )=ln()2pH 0.0592 pRTFpEaRTFa 距率截斜$2022-7-25第八十二页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氢电极(dinj)的电势-pH图2022-7-25第八十三页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氢电极(dinj)的电势-pH图当氢气压

36、力(yl)为103 Pa时，截距为正的0.0592 V，用红线表示。H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2) 氢电极(dinj)：H2(pH2) 2H+2e - 2+2+2HHH2ln()2(H ,H )=ln()2pH 0.0592 pRTFpEaRTFa 距率截斜$2022-7-25第八十四页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回氢电极(dinj)的电势-pH图可见氢气(qn q)压力越高，电极电势越小。所以将平行线以下(yxi)称为氢稳定区，以上称为水稳定区。2022-7-25第八十五页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回H2O的电势(dinsh)-p

37、H图因两者的斜率相同(xin tn)，仅是截距不同，所以是一组平行线，平行线之间的距离就是该燃料电池的电动势，其值与pH无关。将氧电极(dinj)和氢电极(dinj)的电势pH图画在同一张图上，就得到了H2O的电势-pH图。显然，当H2和O2的压力都等于标准压力时，该燃料电池的电动势均为1.229V。2022-7-25第八十六页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回H2O的电势(dinsh)-pH图2022-7-25第八十七页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回H2O的电势(dinsh)-pH图所以总的反应是氧气还原生成水，氢气氧化成氢离子。显然(xinrn)，氧

38、气和氢气压力越高，组成的电池电动势越大，反应趋势也越大。从电势-pH图上还可以看出(kn ch)：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。2022-7-25第八十八页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图3+231.Fe OFe与从热力学求得 Ka=0.0362236(Fe )(H )aaKaFe2O3(s)+6H+2Fe3+3H2OlgKa=2lga(Fe3+)+6pHlga(Fe3+)=-0.7203-3pH 该反应不是(b shi)氧化还原反应，只与溶液的pH有关，所以在电势-pH图上是一组垂

39、直于横坐标的垂线。如（A）垂线。2022-7-25第八十九页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图随着三价铁离子(lz)浓度的不同，pH值也会不同。设三价铁的活度为10-6，则pH=1.76。pH值越小，三价铁的浓度越大，所以(suy)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。2022-7-25第九十页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图Fe3+e - Fe2+3+2+2.FeFe与E(Fe3+,Fe2+)=E 0.771 VE(Fe3+,Fe2+)=E- RT/Fln(a(Fe2+)/

40、a(Fe3+)设a(Fe2+)=a(Fe3+) 该反应是氧化(ynghu)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。2022-7-25第九十一页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图当两种离子的活度相等(xingdng)，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(suy)(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。2022-7-25第九十二页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势

41、-pH图Fe2+2e - Fe(s)2+3.FeFe(s)与E(Fe2+,Fe)=E - RT/2Fln(1/a(Fe2+)若 a(Fe2+)=10-6则 E(Fe3+,Fe)= - 0.617 V 该反应是氧化还原反应，与溶液的pH值无关(wgun)，所以在电势-pH图上也是一组平行于 pH轴的水平线。如（C）线。 2022-7-25第九十三页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图设二价铁离子活度为10-6，这常作为(zuwi)铁被溶解的最低浓度，这时的电势值为 -0.617 V。二价铁离子浓度增大，电极电势也增大，所以(C)线以上(yshng)是

42、二价铁的稳定区，以下是金属铁的稳定区。2022-7-25第九十四页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图4.Fe2O3与Fe2+Fe2O3+6H+2e - 2Fe2+3H2OE(Ox/Red)=E - RT/2Flna2(Fe2+)/a6(H+)当 a(Fe2+)=10-6 时E(Ox,Red)=1.083V 0.177pH 该反应(fnyng)既是氧化还原反应(fnyng)，又与溶液的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 V。2022-7-25第九十五页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回

43、铁的各种( zhn)电势-pH图斜线的斜率随着(su zhe)铁离子浓度不同而不同。设二价铁离子的活度为10-6，则斜率为-0.117。显然，在不同pH条件下有不同的电极电势值。斜线(xi xin)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。2022-7-25第九十六页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图5.铁防腐(fngf)的电势-pH图将铁与水的各种电势(dinsh)-pH图合在一起，对讨论铁的防腐有一定的指导意义。（1）(c)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。（2）铁与酸性介质

44、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。2022-7-25第九十七页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图 (3) (A)(D)线以左区域是铁的腐蚀(fsh)区，要远离这个区域。常用油漆、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(zhm)的氧化铁层，使铁钝化。2022-7-25第九十八页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图 (4)在(A)、(D)线

45、以右，铁有可能被氧化成Fe2O3或Fe3O4，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(fsh)生成亚铁酸离子。2022-7-25第九十九页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图6.实际(shj)的铁的电势-pH图一般(ybn)实际的铁的电势-pH图的线条要多得多，标明不同离子浓度时的电势-pH曲线，使用起来也就更加方便。 25时的Fe-H2O电势-pH图如右图所示。2022-7-25第一百页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回铁的各种( zhn)电势-pH图2022-7-25第

47、)-lga图及应用(yngyng)*22(Cu|Cu)(Cl |Cl )0.337V-1.359V-1.02VEEE$反应CuCl2(a)Cu(s)+Cl2(p)是非自发的，电池(dinch)为非自发电池(dinch)，铜极电势低，为负极。利用这类图，可计算(j sun)不同离子活度时的电动势。 2022-7-25第一百零三页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回例2:求AgCl(s)的Kap九. E(Ox|Red)-lga图及应用(yngyng)*-(C(Agl |Ag|Ag)Cl|Agg)lAC10.799Vln0.222V-lnRTEFaRTEaF$对应电池为：-AgClAg

48、(s)|Ag ()|Cl ()|AgCl(s)|Agaa-Ag-Cl(-)Ag(s)Ag ()e( )AgCleAg(s)Cl ()aa (Ox|Red)lgEa用对作图。2022-7-25第一百零四页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回九. E(Ox|Red)-lga图及应用(yngyng)* 在O点处，两个电极电势相等，电池(dinch)达平衡，电动势E=0AgCl5AgCllglg4.871.3 10aaaa 10ap1.7 10K2022-7-25第一百零五页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回 *9.8内电位(din wi)，外电位(din wi)和电化学势电

49、化学势金属(jnsh)与溶液间的电势差膜电势(dinsh)2022-7-25第一百零六页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回一.外电位(din wi)、表面电势和内电位(din wi)外电位(din wi)把单位正电荷在真空中从无穷远处移到离表面 10-4cm处所作的电功，可以(ky)测量。表面电势从10-4cm将单位正电荷通过界面移到物相内部所作的功。无法测量。无法测量。=+ X内电位2022-7-25第一百零七页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回二. 电极(dinj)与溶液间的电势差=( + )-( + )=( - ) 可测量可测量+( - ) 不可测量不可测量2

50、022-7-25第一百零八页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回三.电动势的值接触扩散414( ) Cu | Zn | ZnSO () CuSO |( )| CuaE接触扩散2022-7-25第一百零九页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回四. E值为什么可以(ky)测量？0扩散+(Zn+Zn)-(Sol+Sol) =Cu-Cu设：使用(shyng)盐桥，可以(ky)测量=(Cu+Cu)-(Zn+Zn) +(Sol+Sol)-(Cu+Cu)CuZnZnsolsolCuE接触2022-7-25第一百一十页，共一百一十九页。上一内容下一内容回主目录O返回五. 正确(zhng

展开阅读全文