10章电解与极化作用6学时

新课：电池电动势测定的应用 5.测定溶液pH
pH的定义 pHlgaH
这样定义的pH只是一个近似值 ，因为单个离子 的活度因子及单个离子的活度均无法用实验来验证
原则上，要测定溶液的pH只需要设计如下的电池
P t | H 2 p | 待 测 溶 液 p H x ‖ C l ( a C l ) | H g 2 C l 2 ( s ) | H g ( l )
E s甘 汞 玻 0 .0 5 9 1 6V p H s E x甘 汞 玻 0 .0 5 9 1 6 V p H x pHxpHs0.0E5x91E 6sV
pH 的实际意义和操作定义（了解）
参 比 电 极 ∣ K C l 浓 溶 液 ∣ 标 准 溶 液 ( p H s ) ∣ H 2 ( p ) ∣ P t
Pt
溶液中离子浓度的改变 与电动势成线性关系
记录电动势,当电动势发 生突变时,就是滴定终点 KCl溶液
电势滴定的优点是不
Hg2Cl2
需要指示剂,并可自
动记录
E
Hg
Fra Baidu bibliotekax
*电势—pH 图及其应用
什么叫电势-pH图？
电极电势的数值不但与溶液中离子的浓度有 关，而且有的还与溶液的pH值有关。
4、二级标准电极-甘汞电极
电极电势只与氯离子的浓度有关
5、 浓差电池和盐桥
• （1）电极浓差电池
（2）溶液浓差电池
6、电动势测定的应用
1) 求反应的热力学性质 2)判断氧化还原的方向 3)求电解质溶液的平均活度因子 4)求难溶盐的活度积
5)pH 的测定 6) 电势滴定 *电势—pH 图及其应用（了解）
aCl 1.0
0 .2 8 0 1 V (玻 0 .0 5 9 1 6 p H )
测定溶液的pH
pHE0.2801V玻
0.059 16
玻 的数值与多种因素有关，很难正确测定
由于玻璃膜的内阻很大，要用带有放大器的专门仪 器即pH计测定。测定时： 先将玻璃电极插入已知pHs的缓冲溶液中，测得 Es 再将玻璃电极插入未知pHx的待测溶液中，测得 Ex
• Mg(s) + 1/2O2(g,P) + H2O = Mg2+(a) + 2OH-(a) • 问题： Mg2+(a) 和 2OH-(a)位于不同的电解池，能否
生成Mg(OH)2(s)沉淀？
从化学反应设计电池
A g (a A g ) C l ( a C l) A g C l(s)
A g s |A g C l s |H C l a q ||A g N O 3 a q |A g s
待测液
A g ∣ A g C l ( s ) ∣ H C l ( m ) ┋ 溶 液 ( p H x ) | | C l ( a C l ) ∣ H g 2 C l 2 ( s ) ∣ H g ( l )
玻玻RFTln(a1H)
pHlgaH
玻 玻 0.05916pH
E C l │ H g2C l│ 2H g 玻
作业问题
• 2(9) Pb(s) + HgO(s) = Hg(l) + PbO(s) • 很难发现电解质是什么 • 但是很容易判断电极的种类，显然为金属及金属氧
化物电极。则电解质既可以是酸也可以是碱。因为 Pb被氧化，所以做负极；HgO被还原，做正极。 • Pb(s)|PbO(s)|H+(a)|HgO(s)|Hg(l) • Pb(s)|PbO(s)|OH-(a)|HgO(s)|Hg(l)
• 则电池为：Mg(s)|Mg(OH)2(s)|OH-(a)|O2(g,P)|Pt
作业问题
• 2（8）Mg(s)+1/2O2(g)+H2O = Mg(OH)2(s) • 电池：Mg(s)|Mg2+(a)||OH-(a)|O2(g,P)|Pt • 负极：Mg(s) - 2e = Mg2+(a) • 正极：1/2O2(g,P) + H2O + 2e = 2OH-(a) • 电池反应：
作业问题
• 2（8）Mg(s)+1/2O2(g)+H2O = Mg(OH)2(s)
• 判断：（1）电解质不明显，但有水反应，有
Mg(OH)2，应该为碱性电解质；
•
（2）选择电极：碱性溶液中的氧气电极，O2
被还原，因此氧电极必为正极；
•
产物为Mg(OH)2难溶物，则负极为第
二类电极：
•
金属|金属难溶化合物|该难溶化合物的负离子
回顾：1、电池电动势的产生 E 接 触 液 接
扩散双电层、液接电势 2、氢标还原电极电势
利用标准电动序，在原电池中，可以判断电 势小者易氧化，为负极；在电解池中，阳极上小 者先氧化，阴极上大者先还原。
3、电极还原电极电势的 Nernst 方程
(Ox|Red)
(Ox|Red)RTlnaRed zF aOx
E 甘 汞 H+|H2 甘汞RFTlnaH+
甘 汞0.05916pH pH E甘汞
0.059 16 V
5. pH的测定
P t ∣ H 2 ( p ) ∣ 溶 液 ( p H x ) | |C l ( a C l ) ∣ H g 2 C l 2 ( s ) ∣ H g ( l )
氢电极使用不方便，常用玻璃电极测量， 而用甘汞电极作参比电极
参 比 电 极 ∣ K C l 浓 溶 液 ∣ 未 知 溶 液 ( p H x ) ∣ H 2 ( p ) ∣ P t
pH计的应用
pHx pHs (E RsTlE n1x)0F
IUPAC推荐了五种标准 的缓冲溶液，用来测定未知 溶液的pH
6. 电势滴定
用饱和甘汞电极作参比电极
另一电极对待测离子可逆 加入滴定剂,同时测电动势
验证：
( )A g ( s ) C l ( a C l ) A g C l( s ) e
() A g(aA g)e A g(s)
净反应：
A g (a A g ) C l ( a C l) A g C l(s)
作业问题:找错
• 2（8）Mg(s)+1/2O2(g)+H2O = Mg(OH)2(s) • 电池：Mg(s)| Mg(OH)2(s)|H2O(l)|O2(g,P)|Pt • Mg(s)| OH-(a)|O2(g,P)|Pt • Mg(s)| Mg(OH)2(s)|O2(g,P)|Pt • Mg(s)| Mg2+(a)||O2(g,P)|Mg(s)|Mg(OH)2(s)