第三章-第一節(jié)原電池和電極電勢課件

第三章電化學(xué)基礎(chǔ)及金屬材料的防腐第一節(jié)原電池和電極電勢第三章電化學(xué)金屬材料腐蝕電化學(xué)是研究電現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象之間的關(guān)系及電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的一門科學(xué)。

電化學(xué)科學(xué)的定義（Thedefinitionofelectrochemistry）A.Volta于1800用一對金屬鋅盤與銀盤固定在鹽水浸泡的硬紙上，當(dāng)手接觸這兩個金屬時，感覺有微弱電流通過；1836年英國化學(xué)家J.F.Daniell發(fā)展了A.Volta的工作，形成了原電池。使化學(xué)能變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。Zn2+SO42-Cu2+SO42-A+Cu-ZnKCl飽和溶液膠凍

銅-鋅原電池e-1.原電池的組成§3.1原電池和電極電勢

在銅鋅原電池中，鋅電極是負(fù)極（電子流出的電極），在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)；銅電極是正極（電子流入的極），在正極上發(fā)生還原反應(yīng)。

總反應(yīng)：Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)

+

Cu(s)原電池∶

Zn電極：

Cu電極：Zn(s)=Zn2+(aq)

+2e氧化反應(yīng)Cu2+(aq)+2e=Cu(s)還原反應(yīng)每個原電池都是由兩個半電池組成。每個半電池都是由同一種元素的不同氧化態(tài)的物種構(gòu)成。化合價高的物種稱為氧化態(tài)，化合價低的物種稱為還原態(tài)。這種可逆的氧化還原半反應(yīng)，用一個通式表示為

氧化態(tài)＋ze＝還原態(tài)在一定條件下，氧化態(tài)物種和還原態(tài)物種可相互轉(zhuǎn)化。如Cu2+(aq)+2e=Cu(s)氧化態(tài)還原態(tài)式中z為電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子計量數(shù)。這種由同一種元素的氧化態(tài)與對應(yīng)還原態(tài)所組成的電極成為氧化還原電對，用符號“氧化態(tài)/還原態(tài)”表示。2.原電池符號例如，Daniell（Cu-Zn）電池負(fù)極，進(jìn)行氧化反應(yīng)：正極，進(jìn)行還原反應(yīng)：

則，Daniell電池可表示為：

如果Daniell電池裝了鹽橋，則電池可表示為：

電池的書寫表示方法的原則1.發(fā)生氧化作用的電極寫在左邊，為負(fù)極；

發(fā)生還原作用的電極寫在右邊，為正極。2.各相排列順序按電流流動方向排列。4.“||”表示鹽橋，消除液接電勢。5.“┆”表示半透膜。6.應(yīng)注明物相（固、液、氣），溶液要注明濃度或活度。應(yīng)注明溫度、壓力，不注明就是298.15K和標(biāo)準(zhǔn)壓力。7.氣體電極和氧化還原電極要寫出導(dǎo)電的惰性輔助電極（如鉑電極）。3.“|”表示相界面，有電勢差存在。凈反應(yīng)：原電池電池的書寫表示方法示例電池的表示原電池凈反應(yīng)：電池的書寫表示方法示例電池的表示例如，將下列反應(yīng)設(shè)計一個可逆電池

負(fù)極：正極：

由此可知，負(fù)極為氧化汞電極，正極為鉀汞齊電極，電解質(zhì)為KOH溶液。這樣該電池可表示為：

原電池能產(chǎn)生電流，說明兩電極間存在電勢差。當(dāng)金屬溶解傾向大于金屬離子沉積時，金屬表面帶負(fù)電，靠近金屬的溶液帶正電。形成雙電層。反之亦然。M(s)=Mn+(aq)+ne

3.2電極電勢-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ZnCuZnSO4CuSO4Zn++Cu++多孔隔板Cu’Cu’’負(fù)載1電極電勢的產(chǎn)生形成的雙電層在金屬與其鹽橋溶液之間都產(chǎn)生電勢差。此為金屬電極的平衡電極電勢，簡稱電極電勢。原電池的電動勢E=正極電勢－負(fù)極電勢鍍鉑黑的鉑片浸入aH+=1的溶液中并以pH2=100kPa

的純氫氣不斷沖擊到Pt電極上。規(guī)定：在任意溫度下：Pt（鉑黑）│H2(g,p=1p)│H+(aq,a+=1)（1）標(biāo)準(zhǔn)氫電極2.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢以標(biāo)準(zhǔn)氫電極作氧化極，即負(fù)極；而將待定的電極作還原極，即正極，組成電池：

(Pt)H2(pH2=1p0)|H+(aH+=1)||待測

然后用電位差計測量該電池的電動勢，這個數(shù)值和符號就是待測電極的氫標(biāo)還原電極電勢的數(shù)值和符號。例：H2(g,p0)│H+(aq,a+=1)‖Cu2+(aq,aCu)│CuE＝E(待測)－E?(H+/H2)=E(待測)－0

=