可逆电池的电动势及其应用课件.ppt

《可逆电池的电动势及其应用课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理化学电子教案—第九章2021/9/9主要内容可逆电池和可逆电极第九章可逆电池的电动势及其应用电动势的测定生物电化学可逆电池的书写方法及电动势的取号可逆电池的热力学电动势产生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式电动势测定的应用2021/9/99.1可逆电池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类型2021/9/9电化学与热力学的联系桥梁公式:2021/9/9组成可逆电池的必要条件化学反应可逆能量变化可逆原电池电解池2021/9/9一、可逆电池的必要条件1.可逆电池充放电时的反应必须互为逆反应──物质的转变可

2、逆;2.可逆电池中所通过的电流必须为无限小──能量的转变可逆。可逆电池必须同时满足上述两个条件.见下列两例将化学能转化为电能的装置称为电池，若此转化是以热力学可逆方式进行的，则称为“可逆电池”。在可逆电池中(ΔrGm)T,p=Wr’=nFE其中E:电池两电极间的电势差，在可逆条件下，达最大值，称为电池的电动势。Cu极电势高为正Cu极Cu2++2eCuZn极Zn2eZn2+Cu2++ZnCu+Zn2+充电：加外加电压V>E放电：E>VCu2eCu2+Zn2++2eZnZn2++CuZn+Cu2+电池ⅠZnCuZnSO4CuSO4AVZnCu

3、ZnSO4CuSO4AV放电：E>V充电：V>ECu极:2H++2eH2Zn极:Zn2eZn2+Cu2eCu2+2H++2eH22H++ZnH2+Zn2+2H++CuH2+Cu2+电池ⅡCuZnH2SO4AVCuZnH2SO4AV显然电池Ⅱ不是可逆电池2.可逆电池中所通过的电流必须为无限小──能量的转变可逆。根据热力学可逆过程的概念，只有当E与V相差无限小，即V=E±dE时，使通过的电流无限小。设想把电池放电时所放出的能量全部储存起来，则用这些能量充电，就恰好可以使系统和环境都恢复原状。组成可逆电池的必要条件净反应：例如有电池总反应：作为电

4、解池阴极：阳极：作为原电池Zn(s)

5、ZnSO4

6、

7、HCl

8、AgCl(s)

9、Ag(s)2021/9/9可逆电极的类型金属与其阳离子组成的电极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的电极金属-氧化物电极氧化-还原电极⑴第一类电极⑵第二类电极⑶第三类电极2021/9/9第一类电极及其反应Na+(a+)

10、Na(Hg)(a)Na+(a+)+nHg+e-→Na(Hg)n(a)电极电极反应Mz+(a+)

11、M(s)Mz+(a+)+ze-→M(s)H+(a+)

12、H2(p),Pt2H+(a+)+2e-→H2(p)OH-(a-)

13、H2(p),Pt2H2O+2e

14、-→H2(p)+2OH-(a-)H+(a+)

15、O2(p),PtO2(p)+4H+(a+)+4e-→2H2OOH-(a-)

16、O2(p),PtO2(p)+2H2O+4e-→4OH-(a-)Cl-(a-)

17、Cl2(p),PtCl2(p)+2e-→2Cl-(a-)2021/9/9CuCuSO4Cd-Hg齐CdSO4PtH2铂2021/9/9第二类电极及其反应电极电极反应Cl-(a-)

18、AgCl(s)

19、Ag(s)AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl-(a-)OH-(a-)

20、Ag2O

21、Ag(s)Ag2O(s)+H2O+2e-→2Ag(s)+2OH-(a-)H+(a+

22、)

23、Ag2O(s)

24、Ag(s)Ag2O+2H+(a+)+2e-→2Ag(s)+H2O2021/9/9HgHgONaOHPtAg-AgClAg丝HCl2021/9/9第三类电极及其反应电极电极反应Fe3+(a1),Fe2+(a2)

25、PtFe3+(a1)+e-→Fe2+(a2)Cu2+(a1),Cu+(a2)

26、PtCu2+(a1)+e-→Cu+(a2)Sn4+(a1),Sn2+(a2)

27、PtSn4+(a1)+2e-→Sn2+(a2)2021/9/99.2电动势的测定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电动势与温度的关系为什么标准电池有稳定的电势

28、值2021/9/9对消法测定电动势的原理图2021/9/9对消法测定电动势的原理图2021/9/9对消法测电动势的实验装置工作电源电位计检流计标准电池待测电池2021/9/9标准电池结构图电池反应：(-)Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42-净反应：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O→CdSO4·8/3H2O(s)+Hg(l)2021/9/9正负标准电池结构图韦斯顿标准电池简图2021/9/9问题为什么在一定温度下，含Cd的质量百分数在5～14%之间，标准电池的电动势有定值？答

29、：从Hg-Cd相图可知，在室温下，镉汞齐中镉含量在5～14%之间时