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丹尼尔 (Daniell) 电池 (1836 年 )

放电. 充电. 丹尼尔 (Daniell) 电池 (1836 年 ). p.333. 丹尼尔 (Daniell) 电池 (1836 年 ). 消除液接界电势. p.339. 11-11 可逆电动势. Reversible Electromotive Force (emf). 可逆电 动 势必须满足的两个条件. 1. 电池中的化学反应可向 正反两方向进行. 2. 电池在十分接近平衡 状态下工作. 放电. 充电. 1. 电池中的化学反应可向正反两方向进行 ( 化学可逆 ) “ 可逆 ( 平衡 ) 电动势.

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丹尼尔 (Daniell) 电池 (1836 年 )

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Presentation Transcript

  1. 放电 充电

  2. 丹尼尔(Daniell)电池 (1836年)

  3. p.333

  4. 丹尼尔(Daniell)电池 (1836年) 消除液接界电势

  5. p.339

  6. 11-11 可逆电动势 Reversible Electromotive Force (emf) 可逆电动势必须满足的两个条件 1. 电池中的化学反应可向 正反两方向进行 2. 电池在十分接近平衡 状态下工作

  7. 放电 充电 1. 电池中的化学反应可向正反两方向进行 (化学可逆) “可逆(平衡)电动势

  8. Zn|H2SO4 (0.1 molkg-1)|Cu Zn + 2H+  Zn2+ + H2 放电 Cu + 2H+  Cu2+ + H2充电 Zn + 2H+  Zn2+ + H2局部化学反应

  9. 2. 电池在十分接近平衡状态下工作 (能量可逆，理想状态) 热力学可逆  电化学可逆

  10. 可逆电池的电动势测定 端电压 开路电压 电动势 须经没有电流通过的条件下测定仅当电池内部压降  0 时 则 E  IR

  11. 伏特计内阻 I E = I ( R + r ) R E R(电池内阻) p.338

  12. p.339 对 消 法 测 定 回 路

  13. 放电 充电 Cd(Hg)+Hg2SO4(s)+8/3H2O CdSO4*.8/3H2O(s)+2Hg(l) 韦 斯 顿 标 准 电 池 p.340

  14. 可逆电池的电动势测定 a. 对消法，电位差计 (0.1 mV) b. 运算放大器的电压跟随器 (1 mV)

  15. - V AMP + 运算放大器的电压跟随器 输入阻抗 > 1010

  16. 11-12 可逆电池的热力学 1780-1791年 Galvani “生物电” 1879年 Volta电动势接触理论

  17. A. Volta (伏特）1745-1827 Volta Pile

  18. 11-12 可逆电池的热力学 1780-1791年 Galvani “生物电” 1879年 Volta电动势接触理论 1873-1882年 Gibbs-Helmholtz 热力学方程式 1889年 Nernst方程

  19. 可逆电池电动势与参加电池反应的各物质活度间的关系可逆电池电动势与参加电池反应的各物质活度间的关系

  20. 能斯特(Nernst)方程 (1889年) P为产物 R为反应物

  21. 注意公式中的温度T要一致(Eo与温度有关) 能斯特(Nernst)方程 (1889年)

  22. 可逆电池电动势与热力学函数的关系

  23. 外电源 1. 可逆放电 E 恒温恒压下，电池的三种放电途径 rH和rS均有确定值， 过程热效应Q与途径有关 (大部分) (小部分)

  24. (无法单独估算) 2. 不可逆放电

  25. 3. 短路放电 (直接发生化学反应,无电功) (体系反应热)

  26. 恒温恒压下，电池的三种放电途径 不可逆放电 可逆放电 短路放电 外电源 E E E

  27. 可逆放电 (对环境)

  28. 可逆放电 (无热交换) (吸热) (放热)

  29. 化学反应  两个(多个) 半电池组成 (无数) (?)

  30. 数据总结 新实验 实验 理论、规律

  31. 11-13 电极电势 电池电动势 (各类界面电势差) E

  32. p.351

  33. 顺序由右至左，电势由高至低 相界面的特征： 电荷的空间分离界面的电势差

  34. 一. 金属接界(接触)电势 e Zn Cu Solid / solid interfaces 取决于金属的电子溢(逸)出功(功函)

  35. 接 触 电 势 的 形 成 p.352

  36. 二. 液体接界电势(扩散电势) H+ H+ Ag+ Cl+ AgNO3 HCl HCl HNO3 a2<a1 a2=a1 Liquid / liquid junction potential 离子扩散速度不同所引起的

  37. 两种组成相同的I-I价型电解质 的不同浓度的液界的

  38. 盐桥的作用 饱和 KCl Cl- Cl- K+ K+ 盐桥 El(1) El(2) 溶液(2) 溶液(1) 液接电势降至1 mV

  39. C

  40. 由 30 mV 1 mV C’1和C’2 为从盐桥扩散至溶液1,2 的KCl的浓度

  41. 标准电动势与平衡常数关系 平衡

  42. 补充思考题 1. 早期获得过实际应用的Daniell 电池，其负极室内一般充入稀 H2SO4溶液，而不是充入ZnSO4 溶液。为什么？

  43. B. Zn|ZnCl2(a) KCl(a2)|AgCl|Ag B. Hg|Hg2Cl2|KCl(a1) AgNO3(a2)|Ag 2. 在下列电池中，哪个电池的电动 势与氯离子的活度无关？ A. Ag|AgCl|KCl(a)|Cl2(p),Pt C. Pt, H2(p1)|HCl(a)|Cl2(p2),Pt D. Zn|ZnCl2(a)|Cl2(p),Pt

  44. 3. 将下列各反应设计成电池，并 写出电极反应。 (1) H2+1/2O2=H2O (碱性介质中) (2) Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag (3) Mg+1/2O2+H2O=Mg(OH)2

  45. p.356 水溶液中的标准电极电势(298K)

  46. p.357

  47. p.358 水溶液中的标准电极电势(298K)

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