内蒙古大学：《仪器分析化学》课程教学资源（PPT课件）第三章 电化学分析导论 第二节 化学电池与电极电位

第三章 一、化学电池 chemical cell 电化学分析导论 二、电极电位与测量 an introduction to electro- electrode potentialand detect chemical analysis 三、液接电位与盐桥 第二节 liquid junction potential and salt bridge 化学电池与电极电位 四、电极与电极分类 electrode and classification of electrochemical cell and electrodes electrode potential 下一页 230831

23:08:31 第三章 电化学分析导论 第二节 化学电池与电极电位 一、化学电池 chemical cell 二、电极电位与测量 electrode potential and detect 三、液接电位与盐桥 liquid junction potential and salt bridge 四、电极与电极分类 electrode and classification of electrodes an introduction to electro￾chemical analysis electrochemical cell and electrode potential

、化学电池 chemical cell 电极：将金属放入对应的溶液后所组成 的系统。 华莲粤遭能离翼奏黌登构成的系统：化 电化学分析法中涉及到两类化学电池： 原电池：自发地将化学能转变成电能； 图电解电池 电解电池：由外电源提供电能，使电流 通过电极，在电极上发生电极反应的装 置。 电池工作时，电流必须在电池内部和外 部流过，构成回路。 溶液中的电流：正、负离子的移动。 图原电池 23:08:31

23:08:31 一、化学电池 chemical cell 电极：将金属放入对应的溶液后所组成 的系统。 化学电池：由两支电极构成的系统；化 学能与电能的转换装置； 电化学分析法中涉及到两类化学电池： 原电池：自发地将化学能转变成电能； 电解电池：由外电源提供电能，使电流 通过电极，在电极上发生电极反应的装 置。 电池工作时，电流必须在电池内部和外 部流过，构成回路。 溶液中的电流：正、负离子的移动

60 CuSOa solution AgNO,solutior 23:0831 可图

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原电池 阳极：发生 0.42V 氧化反应的 电极（负 Saturated KCl solution 极)； 阴极：发生 还原反应的 Cu Ag 电极（正 极)； AgNO 阳极≠正极 阴极≠负极 1Cw2=0.0200M {Ag1=0.0200M Cuts)Cu-(ag)+2e Ag(ag)+e=Ag(s) Anode Cathode 电极电位较 图原电池 正的为正极 23:0831 首

23:08:31 原电池 阳极：发生 氧化反应的 电极（负 极）； 阴极：发生 还原反应的 电极（正 极）； 阳极≠正极 阴极≠负极 电极电位较 正的为正极

电解电池 阳极：发生氧 0.4s0U 化反应的电极 (正极)； 阴极：发生还 原反应的电极 (负极) 阳极=正极 AgNO 阴极=负极 1Cu21=0.0200M IAg1=0.0200M Cu2(aq)+2e=Cu(s) Ag(s)Ag"(ag)+e Cathode Anode 图 电解电池 23:0831

23:08:31 电解电池 阳极：发生氧 化反应的电极 （正极）； 阴极：发生还 原反应的电极 （负极）； 阳极=正极 阴极=负极

二、电极电位 electrode potential and detect 1.平衡电极电位 可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌-硫酸锌为例 当锌片与硫酸锌溶液接触时，金属锌中Z+的化学势大 于溶液中Z2+的化学势，则锌不断溶解到溶液中，而电子留 在锌片上。结果：金属带负电，溶液带正电；形成双电层。 双电层的形成建立了相间的电位差； 电位差排斥Zn2+继续进入溶液： 金属表面的负电荷又吸引Zn2+; 达到动态平衡，相间平衡电位 一平衡电极电位。 23:0831

23:08:31 二、电极电位 electrode potential and detect 1.平衡电极电位 可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌-硫酸锌为例 当锌片与硫酸锌溶液接触时，金属锌中Zn2+的化学势大 于溶液中Zn2+的化学势，则锌不断溶解到溶液中，而电子留 在锌片上。结果：金属带负电，溶液带正电；形成双电层。 双电层的形成建立了相间的电位差； 电位差排斥Zn2+继续进入溶液； 金属表面的负电荷又吸引Zn2+ ； 达到动态平衡，相间平衡电位 ——平衡电极电位

2.电极电位的测量 无法测定单个电极的绝对电极电位；相对电极电位。 规定：将标准氢电极作为负极与待测电极组成电池，电 位差即该电极的相对电极电位，比标准氢电极的电极电位高 的为正，反之为负： PtH,(101 325 Pa ),H+(1mol/dm)Ag2*(1mol/dm)Ag 电位差：+0.799V; 银电极的标准电极电位：+0.799V。 在298.15K时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等 于1时的电极电位称为：标准电极电位。 23:0831

23:08:31 2.电极电位的测量 无法测定单个电极的绝对电极电位；相对电极电位。 规定：将标准氢电极作为负极与待测电极组成电池，电 位差即该电极的相对电极电位，比标准氢电极的电极电位高 的为正，反之为负； Pt|H2 (101 325 Pa ),H+ (1mol/dm)||Ag2+(1mol/dm)|Ag 电位差：+0.799 V； 银电极的标准电极电位：+0.799 V。 在298.15 K 时，以水为溶剂，当氧化态和还原态的活度等 于1 时的电极电位称为：标准电极电位

0.199V Salt bridge H:gas PH3=L.00 atm aH*=1.00 Ag +eAg(s). aAe+=1.00 23:0831

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表 itandard Electrode Potentials Reaction E0 at 25C.V C1(g)+2e-=2C1 +1.359 0(8)+4H++4e==2H20 +1.229 Br(ag)+2e2Br +1.087 Br()2e2Br +1.065 Ag*+e-=Ag(s) +0.799 Fe++e-Fe2+ +0.771 5+2e=31 +0.536 Cu2+2e-Cu(s) +0.337 U0+4H++2e+≥U4++2H,0 +0.334 Hg2C(s)+2e=2Hg()+2C1 +0.268 AgCl(s)+eAg(s)+Cl +0.222 Ag(S2O3)-+e-=Ag(s)+2S2O- +0.017 2H+2e=H(g) 0.000 Agl(s)+e=Ag(s)+I- -0.151 PbSO(s)+2e-=Pb(s)+SO- -0.350 Cd2+2e-Cd(s) -0.403 Zn2++2e-=Zn(s)】 -0.763 23:0831

23:08:31 表

三、液体接界电位与盐桥 liquid junction potential and salt bridge 在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界面 上，存在着微小的电位差，称之为液体接界电位。 液体接界电位产生的原因：各种离子具有不同的迁移速率 而引起。 盐桥： 饱和KC1溶液 中加入3%琼脂： a+ 十一 + K+、CI的扩 散速度接近，液接 c104 104中c10 C1* c104 电位保持恒定 0.10.01 0.10.1 0.10.1 1-2mV。 ●o1/L ●o1/L ●o1/L 23:0831 页下

23:08:31 三、液体接界电位与盐桥 liquid junction potential and salt bridge 在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界面 上，存在着微小的电位差，称之为液体接界电位。 液体接界电位产生的原因：各种离子具有不同的迁移速率 而引起。 盐桥： 饱和KCl溶液 中加入3%琼脂； K+ 、Cl-的扩 散速度接近，液接 电位保持恒定 1-2mV