§4-2电极电势 (-)电极电势的产生 Nernst理论 H2O(极性) Zn -t 溶解 电2c+Zn2+Mmne+mH2O Mnt.mBone 沉积 极表面 作用下 M表面 生电极电势 显然,平衡后,M表面e的多少决定于 1)M活泼性;2)M浓度 吸引+,双电层形成电势差 活泼M溶解趋势>沉积趋势M表面e多电势低 不活泼M M浓度大 M川浓度小 少少多 高高低 因此有浓差电池:(-)Ag|Ag(m小)‖Agt(m大)|Ag(+)
§4-2 电极电势 • (一) 电极电势的产生——Nernst理论 产生电极电势 显然, 平衡后, M表面e的多少决定于 1) M活泼性；2) Mn+浓度 -吸引+, 双电层,形成电势差 Zn 电 2e 极 表 面 Zn2+ H2O(极性) 沉积 • 活泼M 溶解趋势 > 沉积趋势 M表面e多 电势低 • 不活泼M < 少 高 • Mn+浓度大 < 少 高 • Mn+浓度小 > 多 低 • 因此有浓差电池：(–) Ag | Ag+ (m小) || Ag+ (m大) | Ag (+) + + + + + + - - - - - 溶解 作用下 Mn+·ne -+mH2O Mn+·mH2O+ne - M表面
二)电极电势的测定 双电层有了电势差,欲测定,原则上 只要另外放一导线进入溶液即可? 这必然又要形成另外一个双电层,因而测 得的电势差并非所期望的原来M的电势差 即使使用惰性电极,惰性也是相对的,且 还要无限接近金属表面,技术上很难做到 因此,要另想办法 测定电极电势,只要找一个参考标准,所有电极的电 势都与标准进行比较即可 标准氢电极: (Pt)H2(100kPa)H(m=1) or H(m =1)H,(100 kPa)(Pt) Pt为铂黑(增大表面积,充分吸附H)
• (二) 电极电势的测定 • 双电层有了电势差，欲测定，原则上， 只要另外放一导线进入溶液即可 ？ • 这必然又要形成另外一个双电层，因而测 得的电势差并非所期望的原来M的电势差 • 即使使用惰性电极，惰性也是相对的，且 还要无限接近金属表面，技术上很难做到 • 因此，要另想办法 ☺ • 测定电极电势，只要找一个参考标准，所有电极的电 势都与标准进行比较即可 • 标准氢电极： (Pt) H2 (100 kPa) | H+ (mr=1)| or H+ (mr=1) | H2 (100 kPa) (Pt) Pt 为铂黑 (增大表面积，充分吸附H2 ) V
规定标准氢电极的电势-0:0nm 0 2 其它任意电极与它组合成原电池比较 电势较高者电极电势为正,较低者为负 如果任意电极也都是在标准态(p=100kPa,m=1mok 下,则称为标准电极电势,用《ox表示 如Zn2+/Zn V=E=0.7618(V) 电势低(x)Zn|n2(m=1.0)‖H(m=1.0)H2p)(P)(+)电势高 E 6 (+) 0-00 H/H Zn/Zn Zn/Zn =0.7618(V) 2 Zn-t/Zn =-0.7618(V) 又如cu2(u=E=03419 电势低()(Pt)H2(p|H(m=10)Cu2(m=10)|Cu(+)电势高 E=P(-P=Cu/Cu-HH,=p 0 Cu-t/cu Cut/Cu =0.3419(V
• 规定标准氢电极的电势=0： • 其它任意电极与它组合成原电池比较： 电势较高者电极电势为正，较低者为负 • 如果任意电极也都是在标准态(p=100 kPa, m=1 mol·kg-1 ) 下，则称为标准电极电势，用 Ox/Re表示 • 如Zn2+/Zn : • 电势低 (–) Zn | Zn2+ (mr =1.0) || H+ (mr =1.0) | H2 (p ) (Pt) (+) 电势高 0 2 H /H+ = • 又如Cu2+/Cu : • 电势低 (–) (Pt) H2 (p ) | H+ (mr =1.0) || Cu2+ (mr =1.0) | Cu (+) 电势高 V=E=0.7618 (V) 0 0.7618 (V) ( ) ( ) H / H Zn /Zn Zn /Zn 2 2 2 = + − − = + − + = − + = E 0.7618 (V) Zn /Zn 2+ = − V=E=0.3419 (V) 0 0.3419 (V) ( ) ( ) Cu /Cu H / H Cu /Cu Cu /Cu 2 2 2 = + − − = 2+ − + = + − = + = E
同样得到许多电极的标准电极电势:表4-1(p86,读书) 标准电极电势表注意 1)∞,电对中,还原态物质的还原性越?失e能力?M越? 电对中,氧化态物质的氧化性越?得e能力越? 个,电对中,氧化态物质的氧化性越?得e能力越 电对中,还原态物质的还原性越?失e能力越? 2)个(代数值大)的电对中的氧化态可以自动与 (代数值小)的电对中的还原态物质反应 3)还原性最强的是?氧化性最强的是? 4)为水溶液中的电势,非水溶液则φ不一样 5)为25℃时的数据,其它温度下不能直接使用另查表) 6)是电极反应、电池反应达到平衡时的电势 即Ⅴ表的R=∞时的电势。测定时,若Ⅴ表有读数,则读数<E (因为有电流流过 7)φ是强度性质 8)此外,还有酸表、碱表
• 同样得到许多电极的标准电极电势: 表4-1 (p86, 读书) • 标准电极电势表注意： • 1) , 电对中，还原态物质的还原性越？失e能力？M越？ 电对中，氧化态物质的氧化性越？得e能力越？ , 电对中，氧化态物质的氧化性越？得e能力越？ 电对中，还原态物质的还原性越？失e能力越？ • 2) (代数值大)的电对中的氧化态可以自动与 (代数值小)的电对中的还原态物质反应 • 3) 还原性最强的是？氧化性最强的是？ • 4) 为水溶液中的电势，非水溶液则不一样 • 5) 为25℃时的数据，其它温度下不能直接使用(另查表) • 6) 是电极反应、电池反应达到平衡时的电势 即V表的R=∞时的电势。测定时，若V表有读数，则读数<E (因为有电流流过) • 7) 是强度性质 • 8) 此外，还有酸表、碱表
φ的大小除与电极本身性质有关外,还与外界条件有关 T,m,p(气体) 7不要求,p与m同,故: (三)浓度对电极电势的影响— Nernst程 Nernst首先发现并总结出 对丁一个一般的电极反应 a氧化态+me==b还原态 (无论处于+、-极,都写成得到e的还原式) 在温度为时的电极电势q为 =×、Ab(氧化态) Fm2(还原态) Nernst equation(方程/公式)
• 的大小除与电极本身性质有关外, 还与外界条件有关： T，m，p(气体) T不要求，p与m同，故： • (三) 浓度对电极电势的影响——Nernst方程 • Nernst首先发现并总结出 • 对于一个一般的电极反应： a 氧化态 + ne == b 还原态 (无论处于 +、– 极，都写成得到e的 还原式) • 在温度为T时的电极电势T为： ( ) ( ) ln 还原态 氧化态 b r a r T T m m nF RT = + Nernst equation (方程 / 公式)