电化学测试技术ppt课件.ppt

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1、主讲人：张静电化学测试技术石油化工学院东区化工楼103室第一章电化学基本知识(FundamentalsofElectrochemistry)电化学体系的基本单元原电池（Galvaniccell）电解池（Electrolyticcell）电池由哪些元素组成？电极电解质溶液隔膜几个基本概念阳极：发生氧化反应的电极；阴极：发生还原反应的电极。正极：电位高的为电极；负极：电位低的为电极。阳极：发生氧化反应的电极（负极）；阴极：发生还原反应的电极（正极）；阳极≠正极阴极≠负极电极电位较正的为正极阳极：发生氧化反应的电极（正极）；阴极：发

2、生还原反应的电极（负极）；阳极=正极阴极=负极一、电极（electrode）与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体,为多相体系。化学能电能电解池原电池电极Zn(S)→Zn2++2e-发生氧化作用，是阳极。电子由Zn极流向Cu极，Zn极电势低，是负极。Zn电极：Cu2++2e-→Cu(S)发生还原作用，是阴极。电流由Cu极流向Zn极，Cu极电势高，是正极。Cu电极：电极是实施电极反应的场所半反应写成还原过程：Ox+ne-=Red电池的图解表示式：Zn

3、ZnSO4(1mol·L-1)

4、

5、CuSO4(1mol·L-1)

6、Cu（1

7、）左边电极进行氧化反应(阳极)，右边电极进行还原反应(阴极)。（2）两相界面，包括不混溶的液液界面，用“

8、”表示；溶液用盐桥连接，且消除了液接电位，用“

9、

10、”表示。（3）电解质位于电极之间。（4）反应物本身不能作为电极的，要用惰性材料作电极。（5）溶液要标明浓（活）度，气体要标明压力温度。如：Zn

11、Zn2+(0.1mol·L-1)

12、

13、H+(1mol·L-1)

14、H2(101325Pa),Pt（6）电池电动势：E电池=右-左电极电位：当金属插入到相应的金属盐溶液中时，在电极上形成的电位。形成机理：金属和溶液化学势不同---金属

15、与溶液带有不同电荷----双电层----电位差---产生电极电位。1、电极电势2.电极的能斯特方程对于氧化还原体系：Ox+ne-=Red对于金属电极（还原态为金属，活度定为1）：3、电极电势的测量单个电极的绝对电极电位无法测定；相对电极电位。标准氢电极与待测电极组成原电池，利用对峙法测定：标准氢电极

16、

17、待测电极12金属与该金属离子溶液组成的电极，其电极电位取决于金属离子的活度。Mn++ne-M4.半电池与电极电势a金属-金属离子电极例如：Ag-AgNO3电极(银电极)，Zn-ZnSO4电极(锌电极)，电极电位为(25°C)：b

18、氧化还原电极——零类电极——惰性金属电极电极不参与反应，但其自由电子可与溶液进行交换。故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。例如：Fe3+,Fe2+

19、PtH+

20、H2,Pt（3）气体-离子电极——氢电极电极反应：半电池符号：电极电位：16（4）参比电极——金属-金属难溶盐电极金属及其难溶盐（或络离子）所组成的电极体系，间接反映与该金属生成难溶盐（或络离子）的阴离子的活度。该类电极有两个相界面，常用作参比电极。例如：饱和甘汞电极，Ag/AgCl电极17电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。甘汞电

21、极电极反应：Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-半电池符号：Hg，Hg2Cl2（固）

22、KCl电极电位（25℃）甘汞电极的电极电位（25℃）银-氯化银电极银丝镀上一层AgCl沉淀，浸在一定浓度的KCl溶液中即构成了银-氯化银电极。电极反应：AgCl+e-==Ag+Cl-半电池符号：Ag，AgCl（固）KCl电极电位（25℃）：20表银-氯化银电极的电极电位（25℃）21(5)离子选择性电极离子选择性电极又称膜电极，仅对溶液中特定离子有选择性响应。膜电位：膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。外参比电极‖被测溶液(ai未知)∣内

23、充溶液(ai一定)∣内参比电极内外参比电极的电位值固定，且内充溶液中离子的活度也一定，则电池电动势为：（敏感膜）将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，则电池结构为:pH复合电极pH玻璃电极参比电极离子电极离子选择性电极在电位分析中应用最广，比如pH计5.电极电势的应用电流方向锌电极电极电势较低铜电极电极电势较高(Cu2+/Cu)>(Zn2+/Zn)原电池中有电流，表明原电池有电位差(即电池电动势)—构成两电极的电位不等(电极电势之差)：(1).电极电势E0=0(+)－0(-)=0(Cu2+/Cu)－0(Zn2+/Z

24、n)原电池电动势等于两电极的电极电势之差：E=(+)－(-)=(Cu2+/Cu)－(Zn2+/Zn)当电极反应中所涉及的物质处于标准态时(各物质的浓度为1个单位，气体的压力为1标准压力，固体为纯态)，此时电极电势为“标准电极电势”(0)(2).标准氢电极标准氢电极规