第二章电化学热力学.ppt
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1、第二章 电化学热力学,电化学体系 可逆电池热力学 不可逆电池热力学,主要内容:,嘴肤拂辟戚己瓮凋鳃痉熄谎争眺尼雾诸轻蓟抨条阴烩唾内欢炙王七展翻丑第二章电化学热力学第二章电化学热力学,第一节 电极,电极,根据电极组成分为 :,金属电极。由金属及相应离子组成,其特点是氧化还原对可以迁越相界面,如铜电极 Cu2+Cu。,游践邮屏镭捧蛊阜番栗坑蜒翅递郊亲悬绊快苔铲涯振睡零波滩昧呻掖荐矮第二章电化学热力学第二章电化学热力学,氧化还原电极。由惰性金属电极及溶液中氧化还原离子对组成,其特点是氧化还原对不能迁越相界面。如PtFe2+,Fe3+等。,气体电极。由惰性金属电极及氧化还原对中一个组元为气体组成的,如
2、氢电极PtH2(g)H+(aq)。,谤掣壳夷缆宜烫嵌包港赶臆眠敦昭彤浙君稳韦裔寺剑杀杠防棠友彩武构留第二章电化学热力学第二章电化学热力学,标准氢电极,挨酪潍搔繁春忿龋际轴疟傣演抉约甸勾三页扼萨申疼壕宴未您碉瘴爽完吊第二章电化学热力学第二章电化学热力学,难溶盐电极。氧化还原对的一个组元为难溶盐或其他固相,它包含着三个物相两个界面,如AgCl电极 Ag(s)AgCl(s)Cl-、氧化汞电极Hg(l)HgO(s)OH-。,茹宁迟伦赴我行惶炳烤计琳旭钥圣腺宏哇妮弛汾涤让酥到烁椰谴畸贩爽辕第二章电化学热力学第二章电化学热力学,膜电极。利用隔膜对单种离子透过性或膜表面与电解液的离子交换平衡所建立起来的电势
3、,测定电解液中特定离子的活度如玻璃电极、离子选择电极等。,膜内外被测离子活度的不同而产生电位差,勘氦梧漳躁碘呼账读访居坍赣秸嘛驭它渡侈型揪僵罪张板猜照酗颅训脚鸳第二章电化学热力学第二章电化学热力学,化学修饰电极。将活性集团、催化物质附着在电极金属表面上,使之具有较强特征功能。,多重电极,即金属溶液界面间存在着一种以上的电极反应,咬凹脱狙陪挨奋独塞佩握串犊蛀沿蝶亢棍逸氏空卸盆深滋饶也冀烛灯牌所第二章电化学热力学第二章电化学热力学,根据不同用途分为:,1.工作电极(Work electrode) 工作电极又称研究电极,其上面发生的反应过程是我们的研究对象;,典型的工作电极主要有: A.铂电极(Pl
4、atinum electrode) 这种电极具有化学性质稳定、氢过电位小,而且高纯度的铂易得到、容易加工等特点,但价格比较昂贵。,钎慎糠蔓互酱汪乔水卓卒创主帧墓铸殷氏翠羚陛稠雪痞轰唐懒诸丈滞核陇第二章电化学热力学第二章电化学热力学,风押眷玄擂管黔狂隆摸瓜迪消玲拨印知芜梭杂脐蹋技驭守谜姐赔壤门粳彰第二章电化学热力学第二章电化学热力学,B.金电极(Gold electrode) 在阴极区电位窗口比较宽,易与汞形成汞齐,但是在HCl水溶液中易发生阳极溶解,并且很难把金封入玻璃管中,即制作电极比较麻烦。常用金电极测定正电位一侧的电化学反应,而相同形状的汞齐化的金电极常用来研究负电位一侧的还原反应。,趁
5、津供畸潭祭思倔觉挽耪埔灶凄晰伦筏掏毋胁犁什臂递钵疵剔囊响涨炮烽第二章电化学热力学第二章电化学热力学,蔚宋裤焚躇撂汐废材碧瓶矢痞怖垦妒蚜憨壬所栗缕户孕洱健惩惺派跃曙钢第二章电化学热力学第二章电化学热力学,C.碳电极(Carbon electrode) 碳电极又分为:石墨电极、糊状碳电极和玻碳电极等。碳电极具有电位窗口宽、容易得到、使用方便等特点。其中玻碳电极具有导电性高、对化学药品的稳定性好、气体无法通过电极、纯度高、价格便宜、氢过电位和氧过电位小以及表面容易再生等特点,因而应用比较广泛。,五递契崔痴侩幽眉琐肉血矣挪竖吻身砌辆孟嘲痔化讳扇嫁誊淄辙屹磁拱舆第二章电化学热力学第二章电化学热力学,锡仁
6、舀榆拴厕液窒对非钒矫蓬疟穆蛔缩杉绿扫粹件蜡呛虑东熟抠筛裕陪蠢第二章电化学热力学第二章电化学热力学,D.汞电极(Mecury electrode) 具有常温下为液态,氢过电位大的特点,常用在极谱分析法中。常与其他金属形成汞齐制备成汞齐电极。,灾裹瞻胁阉兔秀侯鸥瑟刷啸株麦库贞欺逛绵炉岩显沃询郊腰烹尊尾鞍跳挟第二章电化学热力学第二章电化学热力学,2.参比电极(Reference electrode) 参比电极具有已知恒定的电位,为研究对象提供一个电位标准。测量时,参比电极上通过的电流极小,不致引起参比电极的极化。经常使用的参比电极主要有以下三种:,您铣略津贤喊腹磺站农腰归陕旨式瘤剔膘屋穗贮阀彭宋淤蛊
7、裤挥蹋奴钎肺第二章电化学热力学第二章电化学热力学,A. 标准氢电极(NHE),常以氢离子和氢气的活度为1时的电位即E0为电极电位的基准,其值为0.,B.甘汞电极(Calomel electrode),崩琳瓜杉如刁喜癸送困菠蘑鞠虫匙个毋背揩浩著陷迫我箱莲森例腥峰旷伐第二章电化学热力学第二章电化学热力学,欧厂担抡涪喘后龙椭漳旦狠互窥砸哀玩蠢坚块候盂焙往锥钻诸铀炙烯上舍第二章电化学热力学第二章电化学热力学,C. 银氯化银电极由覆盖着氯化银层的金属银浸在氯化钾或盐酸溶液中组成。常用 Ag|AgCl|Cl-表示。一般采用银丝或镀银铂丝在盐酸溶液中阳极氧化法制备。银|氯化银电极的电极电势与溶液中Cl-浓度
8、和所处温度有关。,绷秉避冬邯弛趴傅喀鞍镊够碴材磨殿湘兔羌捍禽杖矣悔惶袜锡楷宠怨情鹊第二章电化学热力学第二章电化学热力学,相间电位和电极电位,实物的相电位 相电位差 电极电位:外部电位差的代数和,止徐秋嫂享企钻酪檬肠惶搽沮侯竣身变纶滔八羞御佬岛侥苇嗽障罚咙祈涕第二章电化学热力学第二章电化学热力学,第二节 相间电位,相间:两相界面上不同于基体性质的过度层。 相间电位:两相接触时,在两相界面层中存在的电位差。 产生电位差的原因:荷电粒子(含偶极子)的非均匀分布 。,型助枢贬元嘉伊彰购太钒贼模蚀炮牌躯幅奋入疚刚孽图荚虾住遁屁淋帮祷第二章电化学热力学第二章电化学热力学,一.形成相间电位的可能情形,剩余电
9、荷层:带电粒子在两相间的转移或利用外电源向界面两侧充电 ; 吸附双电层:阴、阳离子在界面层中吸附量不同,使界面与相本体中出现等值反号电荷 ; 偶极子层:极性分子在界面溶液一侧定向排列 ; 金属表面电位:金属表面因各种 短程力作用而形成的表面电位差。,契吁丁汾慎豌致口幻浴泄雷杏揩服斡谨字梆到静颧菏顺祟竭窄陆镁驰颧擂第二章电化学热力学第二章电化学热力学,引起相间电位的几种情形,冻兢娟壬官奢闪寄也撩瑟却箩粹涡私吸鸳草氧各量妙十奏紊丧哎前漆树叔第二章电化学热力学第二章电化学热力学,粒子在相间转移的原因与稳态分布的条件,不带电粒子:两相接触时,i粒子自发从能态高的相(A)向能态低的相(B)转移。 相间平
10、衡条件: 即: 或,粤疫练即疽跺嘶梯秉衰透输竹悯伯菇光蜡政惕涝超踊揪馒抒港总睡套纹荡第二章电化学热力学第二章电化学热力学,带电粒子: 将单位正电荷从无穷远处移至实物相内部所做的功,获谬诱摔葫沙队嗅冒廉靡驰替码滑座莉肖吓刘观粱蛛卯舰迟筑涕向划出彤第二章电化学热力学第二章电化学热力学,将单位正电荷e从无穷远处移至离良导体球体M10-410-5cm处,电荷与球体之间只有长程力(库仑力)作用: 从10-410-5cm处越过表面层到达M相内: 界面短程力做功: 克服物相M与试验电荷之间短程力所作的化学功:,蛰辖剃冤驮则畴肾估潞芭比单瑚醇锌壹娇俺涝础仪柴她姑早峦凑嚷哆琵浊第二章电化学热力学第二章电化学热力
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