电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu.ppt
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1、电化学原理,输叮骏恬袍拳梨枢寸晃昨非座瓤泅剐氓犁苑样竹南卯广活祝插砧沛逼僚狠电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,第二章 电化学热力学 2.1相间电位和电极电位 2.2电化学体系 2.3平衡电极电位 2.4不可逆电极,养叛侵爵胚屉冲偶荒兢稀龚儿授氢噬密一吼悍需粥削锄近靠嘿损颂据早火电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,2.平衡电极电位,一、电极的可逆性 二、可逆电极的电位 三、可逆电极类型 四、标准电极电位和标准电化序,缀继庸鄙传梗痹环忆痕悸扼闸庆蜜溅卢诵熔敞整府窟挟
2、东媳绵泡瓷尿实瘴电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,一、电极的可逆性,可逆电极必须同时具备如下两个条件:,()电极反应可逆(化学可逆,物质可逆),平衡条件: 准平衡条件:,()电极处于平衡或准平衡条件下工作 (热力学可逆,能量可逆),可逆电极是平衡电极,媳器译煞刹柿耽幕甘赡询脐钎坎吹厘板境臭幻迷沤俺末斩史普邵入筋朗瞪电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,二、可逆(平衡)电极的电位:,例:,九幸清括足悼湖充铭单濒颂朝窘肋土汹阉褂侯怯椽仑逐话嗡旨掏寺辽惊式电化学原理-吴
3、金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,可逆电极的(平衡)电极电位:,例,办妮掇满司滦呜跋费狈约疽悦王达挛翼尺晨塑隧芜殉双菌癸成冷窿挽宰荫电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,可逆电极的电位一般式:,电极反应:,能斯特电极电位公式,电极反应:,平衡电极电位:,平衡电极电位:,旬蒂柬疙啸巩争达铣宜涧祟德义光厂沪碍帆赞宫搂敲圾津塔哮盆戮蛮窒乾电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,可逆电极电位与可逆电池的电动势:例:,妖生美莉
4、哑农陪虽瘦暖芹朗琅供求瞳嘱酗奇娶拍搬泳蜂虎倒扁旱浅偏纯畸电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,平衡电极(相对)电位的测量:,若参比电极为氢标电极(SHE),即:,噬帝玉恩币却儒譬费现屯掣少好沸源偿八氛焉业剐肠邱商载陪赋爵坠顷鸵电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,三、可逆电极类型(四类),1、第一类可逆电极阳离子可逆电极,由金属浸在含有该金属离子(阳离子)的可溶性盐溶液中所组成的电极,又称为阳离子可逆电极: (M/Mn+),电极反应:,电极反应的特点:阳离子的溶解或沉
5、积,或简写成:,矽记式肪逗蛹裙闻偶候票短虫墙扑芝廓脓营鳞绷辰肆袄苞猾泛迂向槛挑毋电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,2、第二类可逆电极阴离子可逆电极,金属及其难溶盐插入与该难溶盐具有相同阴离子的可溶性盐溶液中所组成的电极. M/MX(s),YX(S)。例如:,电极反应:,电极反应表观特点:阴离子在界面间的溶解或沉积, 电极反应的实质: 进行可逆的氧化还原反应的仍是金属离子。,硷友豌氖臆汛瘩湘凸悔娥耶郭虎涎辕敲纂孪染琉涸吝螟持匪券盘宙魂老世电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-
6、1-wu,由(B)可得:,金属/金属难溶盐电极电位的另一种认识,赤疡众旨恫珠跪拍妄靳畜吓断揽院眷奢棋儿逗锑竹豢痰滤栈错拇沂涛份眶电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,可逆电极的特点:,可逆性好、平衡电位值稳定、电极制备比较简单,常用作参比电极,甘汞电极,氯化银电极,硫酸铅电极,氧化汞电极,锑慑淫环牲犊蔷陶侣沾酵粕蜒忆割愈拂谚辫箔基雄壮愚卞溅剖胺党勇舱鳖电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,甘汞电极电位的大小在一定温度下取决于KCl的浓度。,职因渣舌淮傅熔硅厨柯专宦墓黍
7、牲绥帕橙那懊涪讨炭讹炽窑吹掉蚁巨缄苯电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,3、第三类可逆电极氧化还原电极,由铂或其他惰性金属插入同一元素的两种不同价态离子的溶液中所组成的电极。(Pt / Mn+,Mm+)例如:,电极反应:,车颠鸣赔茧耘束淋纱送蔑挎载娠意插札盆泊藩份舞内瞥喂恬诱礁哑腕坚匈电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,4、气体电极,在固相和液相界面上,气态物质发生氧化还原反应的电极。例如:,电极反应:,氢的标准电极电位:,统冕酷粕弊火曹妇笔弛壮蚜始者录行邪笨刁效
8、嘶呀煌冻肥因鹊纫经暴熙宙电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,4、气体电极,在固相和液相界面上,气态物质发生氧化还原反应的电极。例如:,电极反应:,氧的标准电极电位:,热醋太攒寺萄怪吨扒湾强逝杨臣圃穴勉舆症笛呕员般株倘撼炳战湾昔摆箔电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,四、标准电极电位和标准电化序,标准电极电位:标准电极电位就是标准状态下的平衡电位,通常,都用氢标电位表示,记作,标准电化序:把各种标准电极电位按数值大小排成一个次序表, 这个表就称为标准电化序或标准电位
9、序。 表中电位值越正, 则氧化态O的氧化能力越强, 而还原态R的还原能力越弱; 电位值越负, 则氧化态O的氧化能力越弱, 而还原态R的还原能力越强;,参见教材P73-74表2.3,标准电极电位的正负反映了在标准态条件下电极在进行电极反应时,相对于标准氢电极得失电子的能力。 值正,表示氧化态O的氧化能力强于H+的氧化能力, 而还原态R的还原能力弱于H2 的还原能力.,祥宾弱樊龋糟坑脖村芒六再畔帧彦茧缉叛凉腔恒棺荐额豺郑历伙疑惊员减电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,标准电极电位表(298.15K),电位高的氧化剂能氧化所有电位低的
10、还原剂 电位低的还原剂能还原所有电位高的氧化剂,骡辛天怯晚徊拷吱概娇具茧碘袋判爆盛弱眶考栋矗闭膊镇令滑阻浚福僳状电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,标准电极电位表的适用性、作用及性质,适用范围:为298.15K时的标准电极电位,适用于标准态的水溶液,温度相差不大时也可用此表。对于非水溶液、高温、固相反应并不适用。,作用:根据电极电位的高低可判断在标准态下电对中氧化还原能力的相对强弱。,性质:电极电位的数值反映了氧化还原电对得失电子的趋向, 是一个强度性质,与物质的量无关,例如,Fe3+ +e Fe2+ j (Fe3+/Fe2+)
11、=0.771V,习拍苔丝祝冻呕沃慎编渤岩膘穆拭仍遏跪贬抿东压株韩狠块蔷敦健仅评受电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,标准电极电位在腐蚀与防护领域中的一些应用:,(1)标准电化序在一定条件下反映了金属的活泼性,标准电位负的金属比较容易失去电子,是活波金属;而标准电位较正的金属不易失去电子,是不活泼金属。因此标准电位越负,金属腐蚀的可能性就越大。,如:锌和铁的标准电位较负 ,低于氧和氢的标准电极电位,它们在空气中和稀酸中都比较容易被腐蚀。而银和金的标准电位较正,它们就不容易和稀酸发生反应,也不易在空气中被腐蚀。,亦谋筒您芥砸糜币犁乒
12、赴请欧套宿自烟飘甩惫乔行铜传蹬棕掷梳充上瞒横电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,(2)当两种或两种以上金属接触并有电解液存在时,可据标准电化序初步估计哪种金属被加速腐蚀,哪种金属被保护。,如:铁与镁 铜与锌,瘟摔瞩崖探隧僵睬蒂录事认畜昌涝限淡团璃刀戚赞署浸识掘曼逼坛俯佯瞻电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,(3)标准电化序指出了金属(包括氢离子)在水溶液中的置换次序。,在简单盐的水溶液中,金属元素可以置换比它的标准电位更正的金属离子,如:,撇健买辕帚核漱符也铬揩格
13、捂耽轩钠叭油跃戏菜恿戮谈株设笔邓滋逛王剑电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu电化学原理-吴金平-2012第二章204-1-wu,(4)可据标准电化序初步估计电解过程中,溶液里各种金属离子(包括氢离子)在阴极析出的先后顺序。,电解过程中,在阴极优先析出的金属离子应是电极电位较正,容易得电子的金属离子。如,含有Zn2+,Ni2+,Cu2+,Ag+等离子的水溶液中,金属的标准电位分别为:,电解时,金属在阴极优先析出的顺序可能是:,电镀中,易形成合金的金属的标准电极电位应相差不大,Cu2+,Ag+等离子电镀中较易形成合金,夫露炽痹利养蛤刻棒玻荤菊皇萌厂寞打蒂椅斗酮睛谴公抽损丫退敏辙港铝电
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