《5.5-5.7原电池、电池热力学、电极电势》由会员分享,可在线阅读,更多相关《5.5-5.7原电池、电池热力学、电极电势(26页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、+第五节 原电池一、可逆电池与不可逆电池1. 可逆电池的3个条件 如电动势为E的铜锌电池,将一 外加电动势E与之相联。 当E E,电池将放电 (1) 化学反应可逆,即电池充、放电反应互为逆反应 可逆电池的概念十分重要,因为只有可逆电池才能进 行严格的热力学处理。负 极ZnSO4溶液ZnCue-e-素烧瓷铜-锌电池示意图E正 极CuSO4溶液负极反应 Zn Zn2+ + 2e 正极反应 Cu2+ + 2e Cu 电池反应 Zn + CuSO4 Cu + ZnSO4阴 极ZnSO4溶液ZnCue-e-素烧瓷铜-锌电池示意图E阳 极CuSO4溶液当EE,电池将放电E2. 不可逆电池 当E 0,表示化
2、学能全部转化为电能之外,电池在恒温可逆工作时,从环境吸收的可逆热也变为电能;Qr0,表示化学能除了一部分转化为电能外,另一部分传给了环境 Qr=0,表示化学能全部转化为电能二、可逆电池的热力学函数举例:298 K时,电池PtH2(p)H2SO4(0.01molkg-1) O2(p)Pt 的电动势E1.228V,(E /T)p= -8.4910-4VK-1。 试写出该电池的电池反应,并求算该温度下电池反应的rGm、 rHm、rSm及可逆放电时的热效应Qr。解:正极反应 O2(p)+ 2H+( )+ 2e H2O(l)电池反应 H2(p)+ O2(p) H2O(l)H2(p) 2H+( )+ 2e
3、负极反应 +第八节 浓差电池一、化学电池Zn(s)| Zn2+(a1)Fe3+(a2),Fe2+(a3)| Pt凡是电池中物质的总变化涉及的是一化学反应,称之为化学电池。 1. 无液接的化学电池2. 用盐桥消除液接界的化学电池Zn(s)+ 2Fe3+(a2) Zn2+(a1)+ Fe2+(a3)Pt|H2(p )|HCl(a=1)|Cl2(p )|Pt电池反应:H2(p )+ Cl2(p ) HCl(a=1)电池反应:二、浓差电池凡是电池中物质变化的净作用仅仅是由高浓度向低浓度的扩散,则称之为浓差电池。组成电池的两个电极液种类或活度相同,而两个电极的活度或逸度不同(如汞齐电极、气体电极)而组成
4、 的电池,称为单液浓差电池;电极相同,电极反应相同 ,只是电极液的浓度(或活度)不同,称为双液浓差电 池。浓差电池的标准电动势E =0二、浓差电池(一)单液浓差电池PtH2(p1)HCl(m)H2(p2)Pt例如,气体电极组成的浓差电池:电极反应 负极反应 H2(p1) 2H+(m)+ 2e正极反应 2H(m)+ 2e H2(p2)总变化H2(p1) H2(p2)二、浓差电池(二)双液浓差电池例如,硝酸银浓差电池:Ag(s)AgNO3(a1)AgNO3(a2)Ag(s)总变化电极反应负极反应 Ag(s) Ag+(a1)+ e正极反应 Ag+(a2)+ e Ag(s)Ag+(a2) Ag+(a1)二、浓差电池(三)双联浓差电池 两个相同的电池串接在一起,构成双联浓差电池,可 消除液接电势。例如: PtH2(p )HCl(a1)AgCl(s)Ag(s)Ag(s )AgCl(s)HCl(a2)H2(p )Pt左电池反应H2(p )+ AgCl(s) Ag(s) + HCl(a1)右电池反应Ag(s) + HCl(a2) H2(p )+ AgCl(s)总反应HCl(a2) HCl(a1)