第4章電化學(xué)

1、第4章 電化學(xué),,電化學(xué)主要研究什么?,本章的電化學(xué)主要研究 化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué) 電功回憶熱力學(xué)重要公式： 若過程在恒溫、恒壓條件下可逆進(jìn)行時(shí)，滿足 ΔG= -Wf,,電化學(xué)裝置,原電池、電解池陽極—發(fā)生氧化反應(yīng)的電極 陰極—發(fā)生還原反應(yīng)的電極正極—電勢(電位)較高的電極 負(fù)極—電勢(電位)較低的電極電流（正電荷）在外電路上從正極流向負(fù)

2、極。,為什么會(huì)有電勢差？,雙電層示意圖,,典型的原電池裝置,陽極 陰極,電極、原電池表示,電極：Cu2+/Cu；Zn2+/Zn Fe3+,Fe2+/Pt；H+/H2原電池： Zn∣ZnSO4(c1)‖CuSO4(c2)∣Cu或 Zn∣Zn2+(c1)‖Cu2+(c2)∣Cu,發(fā)生1mol反應(yīng)，原電池能做的最大電功是多少？,以

3、鋅銅原電池為例：陽極反應(yīng) Zn(s) － 2e- ＝ Zn2+(aq)陰極反應(yīng) Cu2+(aq)＋2e- ＝ Cu(s) ————————————————電池反應(yīng) Zn(s)＋Cu2+(aq) ＝ Zn2+(aq)＋ Cu(s)1摩爾電子所帶電量稱為Faraday（法拉第）常數(shù)，簡寫為F；發(fā)生1摩爾化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，外電路上通過2 F的電量。,ΔG = -Wf

4、 = -E·Q = -2FE一般地，若原電池進(jìn)行摩爾反應(yīng)的同時(shí)有n 摩爾電子通過電路，則 ΔrGm= -nFE推知,反應(yīng)a A(aq) ＋ b B(aq) ＝ g G(aq) ＋ d D(aq),,,,,E、Eo的計(jì)算,相對電極電勢的確定,標(biāo)準(zhǔn)氫電極是指處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氫電極，可表示為 Pt∣H2(p = po)∣H+(c = 1mol·L-1) 指定,將待測電極(A+/

5、A)與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，有 E ＝ ?o(H+/H2）－ ?(A+/A) ＝ － ?(A+/A)或 E ＝ ?(A+/A) － ?o(H+/H2) ＝ ?(A+/A)對于任何確定的電極來說，無論它發(fā)生氧化還是還原，其電極電勢的數(shù)值都是相同的，這是因?yàn)殡姌O電勢數(shù)值都是與標(biāo)準(zhǔn)氫電極比較而確定的。?越正，電極中的氧化態(tài)物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)； ?越負(fù)，電極中的還原態(tài)物質(zhì)的還原性越強(qiáng)；,電極電勢的能斯特方程,

6、對任意給定的電極，如果電極的氧化態(tài)物質(zhì)為A，還原態(tài)物質(zhì)為B，電極反應(yīng)為　　　a A ＋ ne- ＝ b B 則,,幾個(gè)基本功,由電池反應(yīng)寫出電極反應(yīng)、設(shè)計(jì)原電池(寫出原電池表達(dá)式)由電極反應(yīng)寫出電池反應(yīng)、設(shè)計(jì)原電池由原電池表達(dá)式寫出電極反應(yīng)、電池反應(yīng)銅鋅電池能斯特方程,電動(dòng)勢與電極電勢在化學(xué)上的應(yīng)用,化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)Ko的測定 -RT ln Ko ＝ΔrGmo ΔrGmo ＝ -nFEo

7、 ln Ko ＝ nFEo /RT 如果能測量原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢Eo，就可以求出在溫度T時(shí)電池反應(yīng)的平衡常數(shù)Ko。由于電動(dòng)勢能夠測量得很精確，所以用這一方法推算出的反應(yīng)平衡常數(shù)，比用測量平衡濃度而得出的結(jié)果要準(zhǔn)確得多。,物質(zhì)氧化還原能力的比較嚴(yán)格地，用?來判斷： ?代數(shù)值越大，電極中的氧化態(tài)物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，即該電極上越容易發(fā)生還原反應(yīng)。 ?代數(shù)值越小，電極中的還原態(tài)物質(zhì)的還原性越強(qiáng)，即該電極上越容易