电极电势和电池的电动势

二、求化学反应的平衡常数
方法：将反应设计为电池，根据电池电动势E 与电池反应
的关系求Ka。用此法还可求出难溶盐的活度积。
RT
ΔrGm zE F RTlnKa
E zF lnKa
例 计算298 K时，反应：Ce4++ Fe2+ Fe3+ + Ce3+的 标准平衡常数。
解： 设计电池
Pt｜Fe2+ (a=1), Fe3+ (a=1)‖Ce4+ (a=1), Ce3+ (a=1)｜Pt
二、浓差电池
（一）单液浓差电池
例如，气体电极组成的浓差电池：
Pt｜H2（p1）｜HCl（m）｜H2（p2）｜Pt 电极反应
负极反应
wk.baidu.comH2（p1） 2H+（m）+ 2e
正极反应 总变化
2H（m）+ 2e H2（p2） H2（p1） H2（p2）
E RT ln p2 /p RT ln p1 /p 2F p1 /p 2F p2 /p
二、浓差电池
（二）双液浓差电池 例如，硝酸银浓差电池:
Ag（s）｜AgNO3（a1）‖AgNO3（a2）｜Ag（s）
电极反应
负极反应 Ag（s） Ag+（a1）+ e
正极反应 Ag+（a2）+ e Ag（s）
总变化
Ag+（a2） Ag+（a1）
E RT ln a1 RT ln a2 F a2 F a1
二、浓差电池
（三）双联浓差电池
两个相同的电池串接在一起，构成双联浓差电池，可
消除液接电势。例如： Pt∣H2（p ）∣HCl（a1）∣AgCl（s）∣Ag（s）——Ag （s）∣AgCl（s）∣HCl（a2）∣H2（p ）∣Pt
左电池反应 右电池反应
H2（p ）+ AgCl（s） Ag（s） + HCl（a1）
第八节 浓差电池
一、化学电池
凡是电池中物质的总变化涉及的是一化学反应，称 之为化学电池。 1. 无液接的化学电池
Pt|H2（p ）|HCl（a=1）|Cl2（p ）|Pt 电池反应：H2（p ）+ Cl2（p ） HCl（a=1）
2. 用盐桥消除液接界的化学电池 Zn（s）| Zn2+（a1）‖Fe3+（a2），Fe2+（a3）| Pt
Ksp=1.78×1010
四、测定溶液的pH值
参比电极：甘汞电极，银电极 方法：
氢离子可逆的指示电极：玻璃 电极，氢电极，锟-氢锟电极
电池
玻璃电极｜待测溶液（aH）‖甘汞电极
两次测量 1.用已知pH值的标准缓冲溶液标定玻璃电极的玻璃 2. 测定未知溶液的pH
pH x
pH s
(Ex Es )F 2.303RT
E左
( AgCl/Ag
H /H2
)
RT F
ln a1
Ag（s） + HCl（a2） H2（p ）+ AgCl（s）
E右
( H /H2
) AgCl/Ag
RT F
ln a2
总反应
HCl（a2） HCl（a1）
E总
E左
E右
RT F
ln
a2 a1
第九节 电极电势和电动势的应用
一、判断化学反应方向
电池反应： Zn（s）+ 2Fe3+（a2） Zn2+（a1）+ Fe2+（a3）
二、浓差电池
凡是电池中物质变化的净作用仅仅是由高浓度向低浓 度的扩散，则称之为浓差电池。
浓差电池的标准电动势E =0
组成电池的两个电极液种类或活度相同，而两个电 极的活度或逸度不同（如汞齐电极、气体电极）而组成 的电池，称为单液浓差电池；电极相同，电极反应相同， 只是电极液的浓度（或活度）不同，称为双液浓差电池。
五、电势滴定
基本原理: 随着滴定剂的加入,由于发生化学反应,被测离子的浓度 不断发生变化,指示电极的电位相应发生变化,在 化学计 量点,电位发生突跃.
终点确定： 不受视觉影响,适用于有色溶液、浑浊液的滴定，并可滴 定混合物。
设计电池 Ag (s)｜AgNO3 (a1)‖KCl (a2)｜AgCl (s)｜Ag (s)
，
φAg/Ag 0.7991V
φCl-/AgCl/Ag 0.2224V
E φAgCl/Ag φAg/Ag 0.2224 0.7991 0.5767V
zFE 1 96500 (0.576) ln Ksp RT 8.314 298
方法： 将反应设计为电池
按Nernst方程求E E>0 正向
E<0 逆向
例 Fe能否将Fe3+还原为Fe2+ ?
反应 电池
Fe + 2Fe3+ 3Fe2+
负 Fe –2e Fe2+ 正 2Fe3+ +2e 2Fe2+
–= –0.4402 V +=0.7710 V
E =1.2112 V
因E >0，正向进行
Fe3/Fe2 0.771V
Ce4/Ce3 1.61V
ln Ka
zFE RT
1 96500 (1.61 0.771) 8.314 298
Ka 1.561014
三、求难溶盐的活度积
方法：设计电池，查表得两电极的 ，计算出E ，求得Ksp
例 计算难溶盐AgCl在298 K时的活度积。
解：AgCl溶解过程：AgCl（s） Ag+ + Cl