第 8 章电分析化学导论 Introduction to Electroanalytical Chemistry

第8章电分析化学导论Introduction to Electroanalytical Chemistry

1 电化学电池 2 电极电位与能斯特方程式3 液接界电位与传质过程第8章电分析化学导论(Introduction to Electroanalytical Chemistry)

原电池化学能电能 （﹣）负极（﹢）正极半电池反应半电池反应 Zn Zn 2+ + 2e Ag + +e Ag 氧化反应阳极还原反应阴极电池反应 Zn + 2 Ag + Zn 2+ + 2 Ag 第8章电分析化学导论8-1 电化学电池

电解池化学能电能 （﹣）负极（﹢）正极半电池反应半电池反应 Zn 2+ + 2e Zn Ag Ag+ +e 还原反应阴极氧化反应阳极电解池反应 Zn + 2 Ag + Zn 2+ + 2 Ag 第8章电分析化学导论 8-1 电化学电池

原电池 两者关系化学能电能 (△G)P.T = - nEF电解池（﹣）负极（﹢）正极（﹣）负极（﹢）正极半电池反应半电池反应 Zn Zn 2+ + 2e Ag + +e Ag 氧化反应阳极还原反应阴极 Zn 2+ + 2e Zn Ag Ag+ +e 还原反应阴极氧化反应阳极电池总反应 Zn + 2 Ag + Zn 2+ + 2 Ag 第8章电分析化学导论 8-1 电化学电池

(-) Zn l Zn 2+(a Zn 2+ mol/L) l Ag + (a Ag + mol/L) l Ag (+) 阳 (氧化) 阴(还原) 电极电位液接界电位电极电位 (L-S) (L-L) (L-S) (25℃, a = 1mol/L ) 阳极 = - 0.763 V j= 0阴极= 0.799V E = 阴极阳极 + j = 0.799 - ( - 0.763 )+ 0 =1.562 V 计算 E得正值，原电池(自发电池) 计算 E得负值，电解池。第8章电分析化学导论 8-1 电化学电池原电池表示法

（-） Mn l MnSO4(a1), H2SO4(a2) l Pt (H2) （+） 自发电池阳 (氧化) Mn 电极Mn → Mn2+ + 2e 阴 (还原) Pt 电极 2H+ + 2e → H2 Mn + 2H+ → Mn2+ + H2 电解池 Mn 电极还原 2H+ + 2e → H2 Pt 电极氧化 2H2O → O2 + 4H+ + 4e 2H2O → 2H2 + O2 第8章电分析化学导论 8-1 电化学电池另一个例子

半电池不能单独进行反应 有液接界的电池，没有液接界的电池阴极阳极，正极负极电池电动势的计算，自发电池的判别电池的可逆性第8章电分析化学导论 8-1 电化学电池要点

半电池 Zn l Zn 2+ Zn= Zn 2+ + 2e 放出 Zn → Zn 2+ + 2e倾向 ∨ 多余e Zn 2+ + 2e → Zn倾向 e - + 电极电位来源 e Zn 2+ Zn 2+ Zn - + - + - + （1 – 8 nm ) 第8章电分析化学导论8-2电极电位与能斯特方程式 Zn Zn Zn 2+

1. 一个孤立电极的电极电位值无法测量的 2. 用相对数值来表示一个电极的电极电位值 3. 使用标准氢电极（S.H.E）作为测量标准 Pt, H2(p=101325Pa) ︱H + (a H+ =1 mol·L-1) H2 = 2H++ 2e 任何温度下  H2 = 0 4. 标准电极的条件：电位稳定，重现性好，容易制备. Ag / AgCl , Hg / Hg2Cl2 第8章电分析化学导论 8-2 电极电位与能斯特方程式电极电位值

Zn→Zn 2++2e Ag+ +e →Ag 氧化反应 (25℃,1mol/L) 还原反应(25℃,1mol/L) E= Zn /Zn 2+= - 0. 673 V E= Ag/Ag+= +0.779 V e e (H2) (H2) Pt Pt H+ H+ Zn→Zn 2+Ag +→Ag 第8章电分析化学导论 8-2 电极电位与能斯特方程式电极电位值符号

自发电池反应 AO+BR = AR＋BO⊿G =⊿G 0+ RT㏑{( aAR· aBO) ∕(aAO· aBR) } 化学能 = 电能 (V · C = J ) -⊿G T.P.= nFE -⊿G 0= nFE0 E =E 0- (RT/nF)㏑{( aAR· aBO) ∕(aAO· aBR)} E=0E0=(RT/nF) ㏑K平第8章电分析化学导论 8-2 电极电位与能斯特方程式电池电动势与物质活度的关系

E= 阴极 - 阳极 E0= 阴极0 - 阳极0 半电池反应 AO +ne→AR 还原反应cBR →BO + ne 氧化反应a E=(c0- a0 )-((RT/nF)ln(aAR/aAO))- (RT/nF)ln(aBO/aBR) 通式= 0 + (RT/nF)ln(aO/aR) Nernst方程式稀溶液，25℃ = 0+ 0. 05915/n ㏒(〔O〕/〔R〕) 第8章电分析化学导论8-2 电极电位与能斯特方程式电极电位与物质活度的关系

1. 电极电位的物理意义 2. 相对数值来表示电极电位值 3 .电极电位值的正负 4. Nernst方程式氧化态和还原态式中 “+” “-” 浓度表示 5. 标准电位0与式量电位 0′不同含义第八章电分析化学导论 8-2 电极电位与能斯特方程式要点

1 液接界电位的类型 H + H+ Na+ Cl- K+ OH- HCl HCl HCl KCL K+ 0.01 + - 0.1 0.1 0.1 Cl- mol/L + - mol/L mol/L - + mol/L NaOH KCl + - - + 0.1 3.5 + - - + mol/L + - mol/L -40 mV +27 mV –2.1 mV 2 定义，符号规定第八章电分析化学导论 8-3液接界电位与传质过程

组成︱ j︱中性盐︱中性盐＜︱j︱中性盐︱强酸或强碱因为H+，OH- 淌度＞其它离子淌度浓度︱j︱盐，酸，碱〔KCl〕 ↑,︱j︱↓ 〔盐，酸，碱〕 ↑,︱j︱↑ 因为Cl- 淌度≈K+淌度浓度大，负载电流大部分第八章电分析化学导论8-3 液接界电位与传质过程液接电位的讨论

降低液接界电位Ag/AgCl 常用KCl,KNO3,NH4NO3饱和KCl 以饱和KCl（～4mol/L) 溶液最佳只能降低，无法完全消除素烧瓷琼胶+KCl 第八章电分析化学导论 8-3 液接界电位与传质过程盐桥

电子转移反应在电极表面发生 电极反应时反应物与产物的输送过程称为传质过程 1. 对流自然对流(温度差) , 强制对流(搅拌)对流电流 2. 电迁移静电场迁移电流 3. 扩散浓度梯度扩散电流第八章电分析化学导论8-3 液接界电位与传质过程传质过程

1.液接界电位的来源、定义、符号规定。 组成、浓度对液接电位值的影响。 2. 盐桥只能降低液接界电位，无法消除全部液接界电位。 3. 传质过程的类型、成因及相应的电流类型。第八章电分析化学导论 8-3 液接界电位与传质过程要点

“电分析化学导论”结束

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