电池的种类及其电动势计算
浓差电池电动势计算
浓差电池电动势计算
电动势（电势）是描述电荷在同一电位能量中的势能的物理量。
电动势可以使用浓差电池
来测量。
浓差电池是一种带有一定的内阻的恒流源，它由两个温度在相同温度的离子溶液，例如，金属/盐溶液和金属/氨水溶液，制成的双极电池。
其中一个极端比另一个极端浓一些。
要测量电动势，首先要测量电位，然后再测量电流。
用浓差电池来测量电动势时，可以用
一个测量仪器，如多用电表，来测量流过电池的电流和每个极端所受的电压。
由于电位之
差所表示的电动势是电流乘以电压之差，所以用浓差电池测量电动势的方法是，先测量电
流和电压的不同，然后用多用电表计算它们之间的乘积，即电动势。
浓差电池测量电动势的优点是准确性高，并且进行测量的方法稍微复杂，但实现起来简单
便捷，操作简便，耗时短，测量结果较准确，抗干扰能力较强。
总之，浓差电池可以测量电动势，使用这种方法来测量电动势是一个非常准确的方法，在
实际工作中应用较为广泛。
电解池原电池电动势电势计算
电解池原电池电动势电势计算电解池是一种将化学能转化为电能的装置。
在电解池中，通过电解反应使电流产生，从而把化学能转化为电能，是化学电池中最常用的一种。
电解池的原电池电动势就是在标准状态下，由电解反应引起的电动势，是电解池中化学能转变为电能的能力。
下面是电解池原电池电动势的电势计算方法。
一. 原电池电动势的定义原电池电动势E0是指在标准活化状态下，以纯物质作氧化剂和还原剂，产生1mol电子时，电池中的电势差。
二. 标准电极电势的测定标准电极电势是指在标准条件下，电化学电池中氧化反应和还原反应中电子的转移系数都是1时所测定的电极电势，它是用标准电极强度计测定的。
三. 标准电动势计算公式标准电池电动势的计算公式是：E0cell = E0cathode - E0anode其中，E0cell是标准电池电动势，E0cathode是还原电极的标准电极电势，E0anode是氧化电极的标准电极电势。
对于化学方程式2H+ + 2e− → H2，它的标准电极电势为0V。
对于化学方程式Cu2+ + 2e− → Cu，它的标准电极电势为+0.34V。
因此，铜/铜离子电池的标准电池电动势为：E0cell = E0cathode - E0anode = 0V - (+0.34V) = -0.34V四. 温度影响对于每个化学电池来说，它的电动势都会随着温度的变化而变化。
五. 氧化还原电位氧化还原电位是一种描述氧化还原反应趋势的物理量。
在实际应用中，氧化还原电位的计算、测定与预测是很关键的。
六. 应用范围电解池原电池电动势的电势计算是电化学基础知识之一，它在工业、生物、医学、环保等领域都有着广泛的应用。
对于电解池中的原电池电动势，它的电势计算是非常重要的，只有通过电势计算才能确定电池的电势差，从而实现化学能和电能之间的转化。
标准电动势计算公式
标准电动势计算公式电动势是指导体中单位正电荷在外电场作用下所受的力做功时，单位正电荷所获得的能量。
在电路中，电动势是指电源对电荷做功的能力，通常用符号ε表示。
标准电动势是指在标准状态下，电池正负极之间的电动势，通常表示为E°。
在化学反应中，标准电动势是反应进行到标准状况时，单位物质的标准电动势。
下面将介绍标准电动势的计算公式。
对于标准电动势的计算，我们需要了解以下两个概念，标准电动势和标准氧化还原电动势。
标准电动势是指在标准状态下，电池正负极之间的电动势，通常表示为E°；而标准氧化还原电动势是指在标准条件下，一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂之间的电动势，通常表示为E°(red)或E°(ox)。
在化学反应中，标准电动势是反应进行到标准状况时，单位物质的标准电动势。
标准电动势的计算公式如下：E°cell = E°(cathode) E°(anode)。
其中，E°cell表示电池的标准电动势，E°(cathode)表示还原电极的标准电动势，E°(anode)表示氧化电极的标准电动势。
在实际应用中，我们可以根据具体的化学反应来计算标准电动势。
以锌和铜电池为例，其化学反应为：Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)。
根据该反应，我们可以得到还原反应和氧化反应：还原反应，Cu2+(aq) + 2e→ Cu(s) E°(cathode) = 0.34V。
氧化反应，Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e E°(anode) = -0.76V。
将以上数值代入标准电动势的计算公式中，即可得到该电池的标准电动势：E°cell = 0.34V (-0.76V) = 1.10V。
通过以上计算，我们可以得知锌和铜电池在标准状态下的电动势为1.10V。
除了上述的计算方法外，我们还可以通过标准电极电势表来获取化学反应的标准电动势。
物理化学第九章可逆电池的电动势及其应用
rHm
=
Δ
r Gm
+TΔ
r Sm
=
− zEF
+
zFT
⎛ ⎝⎜
∂E ∂T
⎞ ⎟⎠ p
QR
= TΔ
r Sm
=
zFT
⎛ ⎜⎝
∂E ∂T
⎞ ⎟⎠ p
(1) 求298K时，下列电池的温度系数：
Pt H（2 pθ）H2SO（4 0.01mol ⋅ kg-1) O2(pθ ) Pt
已知该电池的电动势E = 1.228V , H2O(l )的标准摩尔
Δ
G（\ 1）=
rm
1 2
Δ
G（\ 2）
rm
E1\
=
E
\ 2
,
E 1
=
E2
ΔrG（m\ 1）=-RTlnK\a (1)
Δ
r
G（\ 2）=-RTlnK m
\ a
(
2)
K\a (1) = K\a (2)
三、由电动势E及其温度系数求反应的ΔrHm和ΔrSm
Δ
r Sm
=
zF
⎛ ⎜⎝
∂E ∂T
⎞ ⎟⎠ p
Δ
Hg(l )
电池反应：
(阳极， -) Cd(Hg) -2e- →Cd2++Hg(l)
(阴极， +) Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42-
净反应：
Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O→CdSO4·8/3H2O(s)+3Hg(l)
或 Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a) →Cd2++ SO42- +3Hg(l)
电池电动势计算公式
电池电动势计算公式
电池电动势即电池的有效电势，一般可通过电池内部的电位差来计算
电池电动势，其计算公式为：
电池电动势=电导电压-电池内部的电位差。
电池内部的电位差可以通过电池内各正负极之间的电势差来衡量，其
根据电池各正负电极之间的物理位置和电解液的属性而定，一般可用理想
电池来近似模型求解。
具体而言，电池电动势可以通过以下公式计算：
电池电动势=π-α+λ×（电池正极电势-电池负极电势）。
π为电池内电解液的离子电势，α为电池各正负极之间的熔融电势，λ为电解液的离子迁移率。
电极电势与电池电动势的计算
一 电极电势 1 电极电势的定义 2 两个例子
二 电池电动势的计算 1 2 根据Nernst公式计算Emf
三 浓差电池电动势的计算 1 单液浓差电池 2 双液浓差电池 3 复合型浓差电池
2019/11/20
一 电极电势(electrode potential)
1 电极电势与电池电动势
Emf E右 E左
EmOf E右O E左O
2 根据Nernst 公式计算
0 BB
B
Emf
EmOf
RT zF
ln(
aB B
)
B
E( OOx
ze-
RRed)
EO
RT zF
ln
[Re d] R [Ox] O
2019/11/20
K(Hg)( a1) K(Hg)( a2 )
E1
RT zF
ln
a1 a2
2. Pt|H2 (p1)|HCl(aq)|H2 (p2 )|Pt
H2 ( p1) H2 ( p2 )
E2
RT zF
ln
p1 p2
3. Pt | Cl 2 ( p1) | HCl(aq) | Cl 2 ( p2 ) | Pt
2019/11/20
EO (AgI e Ag I- ) 0.1524V
一般而言，任一电极其电极反应用下列通式表示：
OOx ze- RRed
其电极电势的通式为：
E(OOx
ze-
R Re d)
EO
RT zF
ln
电池电势计算公式
电池电势计算公式1. 能斯特方程（电池电势的基本计算公式）- 对于一个任意的氧化还原反应aA + bB⇌ cC + dD，其电池反应的能斯特方程为：E = E^∘-(RT)/(nF)ln Q。
- 其中E为电池的电动势（电池电势），E^∘为标准电池电动势，R为气体常数(R = 8.314 J/(mol· K))，T为反应温度（单位为K），n为反应中转移的电子数，F为法拉第常数(F=96485 C/mol)，Q为反应商。
- 对于反应aA + bB⇌ cC + dD，反应商Q=([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b)（这里的[A]、[B]、[C]、[D]表示各物质的相对浓度或相对压力，对于溶液中的物质用浓度，对于气体用分压）。
2. 标准氢电极与标准电池电动势。
- 在标准状态下（溶液中溶质的浓度为1 mol/L，气体分压为100 kPa，温度通常为298 K），将待测电极与标准氢电极组成原电池，所测得的电池电动势就是该电极的标准电极电势φ^∘。
- 对于一个电池反应，其标准电池电动势E^∘=φ^∘_( + )-φ^∘_( - )，其中φ^∘_( + )为正极的标准电极电势，φ^∘_( - )为负极的标准电极电势。
3. 示例计算。
- 例如，对于反应Zn + Cu^2 + ⇌ Zn^2 + +Cu。
- 首先写出两个半反应：- 负极（氧化反应）：Zn→ Zn^2 + +2e^-，φ^∘_Zn^2 + /Zn=- 0.76 V。
- 正极（还原反应）：Cu^2 + +2e^-→ Cu，φ^∘_Cu^2 + /Cu= + 0.34 V。
- 则标准电池电动势E^∘=φ^∘_Cu^2 + /Cu-φ^∘_Zn^2 + /Zn=0.34 -(-0.76)=1.10 V。
- 如果要计算非标准状态下的电池电动势E，假设[Zn^2 + ]=0.1 mol/L，[Cu^2 + ]=0.01 mol/L，反应中n = 2，T = 298 K。
第9节 由电极电势计算电池电动势
三、单液浓差电池
Pt | Cl 2 ( p1 ) | HCl(aq) | Cl 2 ( p2 ) | Pt
2Cl-(a-) →Cl2(p1)+2e-
Cl2(p2)+2e- →2Cl-(a-) Cl2(p2)→ Cl2(p1)
四、双液浓差电池
Ag|AgCl(s)|Cl- (a1 )||Cl- (a2 )|AgCl(s)|Ag
§7.9
由电极电势计算电池电动势
一、单液化学电池
Pt,H2(p1) | H+(a+)|O2(p2),Pt 2H2(p1) - 4e- → 4H+(a+) O2(p2) + 4H+(a+) + 4e- → 2H2O 2H2(p1) + O2(p2) → 2H2O
二、双液化学电池 Pt,H2(p1) | H+(a+) OH-(a-)|O2(p2),Pt 2H2(p1) - 4e- → 4H+(a+) O2(p2)+2H2O+4e- →4OH-(a-) 2H2(p1) + O2(p2) → 4H+(a+) +4OH-(a-) -2H2O
θ
三、求化学反应的平衡常数
AgCl Ag Cl
设计一个电池：
Ag(s) Ag (aq) Cl (aq) AgCl(s) Ag(s)
Ag(s) →Ag (a+)+ e-
AgCl(s)+e- →Ag(s)+Cl-(a2)
AgCl Ag Cl
四、求离子平均活度系数
(Pt)H 2 (p θ ) HCl( m) AgCl(s) Ag(s)
可逆电池的电动势
膜 孔
多
隔 硫酸水溶液
1
加电动势E 加电动势 电池 极(锌极 极 锌极) 锌极 极(铜极 铜极) 极 铜极
电池的电动势E时 电池的电动势 时 Zn-2e→Zn2+ 2H++2e→H2 Zn+2H+
电池
————————————————————————————
电池
Zn2++H2
2 当E外稍大于 时，则起电解池作用，其反应是： 稍大于E时 则起电解池作用，其反应是： 阴极(锌极 阴极 锌极) 锌极 阳极(铜极 铜极) 阳极 铜极 2H++2e→H2 Cu-2e→Cu2+
如何由原电池表示符号写出其化学反应式？ 如何由原电池表示符号写出其化学反应式？ 先分别写出左边电极(负极 进行的氧化反应和右边电 先分别写出左边电极 负极)进行的氧化反应和右边电 负极 正极)进行的还原反应 极(正极 进行的还原反应，然后相加得原电池反应。 正极 进行的还原反应，然后相加得原电池反应。 写出下列原电池的电池反应： 例2.1 写出下列原电池的电池反应： －) Pt,H2(101325Pa)｜HCl(a＝1)｜AgCl(s),Ag(s)(+ ｜ ＝ ｜ 负极) 解：左边(负极 左边 负极 右边(正极 右边 正极) 正极 H2(101325Pa)→2H+(aH+＝1)+2e 2AgCl(s)+2e→2Ag(s)+2Cl-(aCl-＝1) （+
三、 电动势产生的种类和机理
1、界面电势差
在金属与溶液的界面上，由于正、负离子静电吸引 和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分 • 一 紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称 为紧密层；
化学电池的电势和电动势计算
电动势的符号为E， 单位为伏特
电动势的方向规定 为正电荷移动的方 向
电动势与电源的性 质和状态有关
定义：电动势是描述电池内部化学反应的物理量，表示电池将化学能转化为电能的能力 计算公式：E=Δφ/Δq 解释：E表示电动势，Δφ表示电势差，Δq表示电荷量 应用：用于计算电池的电压和能量转换效率
意义：了解电池反 应的标准态和标准 热力学数据，有助 于我们深入理解电 池反应的热力学过 程，从而更好地进 行电池性能的评估
和优化。
获取途径：标准热 力学数据可以通过 查阅热力学数据表 或者使用专业的热 力学软件来获取。
定义：电池反应过 程中自由能的变化
计算公式：ΔG = ΔH - TΔS
意义：表示电池反 应能否自发进行
电池反应的电势变化与反应 物和生成物的状态有关
电池反应的电势变化与反应 物和生成物的化学性质有关
电池反应的电势变化与反应 物和生成物的组成有关
物质浓度：浓度变化会影响电极电势 温度：温度升高会使电极电势降低 压力：压力变化会影响电极电势 物质活性：物质活性越高，电极电势越高
电动势的计算
电动势是描述电场 中单位正电荷移动 的势能差
循环寿命：指电池可以充放电的次数，是衡量电池寿命的重要指标 自放电率：指电池在不使用的情况下，电量自行减少的速度，是衡量电池性能的重要指标
电池的安全性能：评估电池在生产、使用、废弃等过程中的安全性，如过充、过放、短路等条件下的表现。 电池的环境影响：评估电池对环境的污染程度，如电池中重金属的含量、生产过程中的废弃物排放等。
应用：用于评估电 池的能量转换效率 和安全性
定义：电池反应的标准电动势是指电池在标准状态下（温度298K，压力100kPa，电极处于标准态）的电动势。
电化学电池的电动势计算
电化学电池的电动势计算电化学电池是通过在化学反应中产生电能的设备。
其电动势是衡量电化学反应的能力来产生电能的指标。
本文将介绍电化学电池电动势的计算方法。
一、标准电动势计算电化学电池的标准电动势是在标准状态下测量得到的，通常记作E°。
标准状态指温度为298K（25°C）、压强为1 atm（标准大气压），溶液浓度为1 mol/L（摩尔/升）。
标准电动势的计算方法如下：1. 根据所给电化学反应方程式写出反应式和所有的参与物质。
2. 根据参与物质的氧化还原能力，查找标准电极电势（E°）的参考资料。
电极电势是参与物质相对于标准氢电极的电势，表征了物质的氧化还原能力。
3. 将所有参与物质的标准电极电势相加，并根据反应式的余数系数进行相应的乘法和除法运算。
例如，考虑以下锌-铜电池的反应：Zn(s) + Cu2+(aq) --> Zn2+(aq) + Cu(s)根据参考资料可得到锌的标准电极电势为-0.76V，铜的标准电极电势为0.34V。
在此情况下，反应的标准电动势可以计算为：E° = E°(Cu) - E°(Zn)= 0.34V - (-0.76V)= 1.10V因此，这个锌-铜电池在标准状态下的电动势为1.10V。
二、非标准电动势计算实际情况下，电化学电池通常不处于标准状态。
如果在非标准状态下计算电动势，需要引入一个修正项，称为Nernst方程。
Nernst方程的表达式如下：E = E° - (RT/nF) * ln(Q)其中，E为非标准电动势，E°为标准电动势，R为理想气体常数（8.314 J/(mol·K)），T为温度（K），n为电子转移数（表示反应的电子数），F为法拉第常数（96485 C/mol），ln为自然对数运算，Q为反应物的活度积。
通过Nernst方程，可以计算出非标准状态下的电动势。
需要注意的是，Q的计算方式根据具体电化学反应而不同。
一个电池的电动势是多少？
一个电池的电动势是多少？
电池的电动势通常指的是它的电压，也就是产生电流的能力。
电动势的单位是伏特（V），代表电流从正极流向负极的势能差。
在理论上，一个电池的电动势是由许多因素决定的，包括电池
的化学成分、内部结构和外部环境等。
不同类型的电池具有不同的
电动势。
当我们讨论一个电池的电动势时，我们通常指的是它的标称电
动势或额定电动势。
标称电动势是制造商指定的电池额定电压，一
般以直流伏特（VDC）为单位。
常见的电池类型包括碱性电池、锂离子电池和铅酸电池等。
碱
性电池的标称电动势通常为1.5V，锂离子电池的标称电动势通常为3.6V或3.7V，铅酸电池的标称电动势通常为2V。
需要注意的是，电池的实际电动势可能与标称电动势略有不同，这取决于电池的使用情况和衰减程度。
此外，电池的电动势可能随
着使用时间的增长而下降。
总而言之，一个电池的电动势取决于多种因素，并且与电池类型密切相关。
标称电动势提供了电池的额定电压，但实际值可能会有所不同。
大学《物理化学》6原电池
安全性问题
电池热失控
原电池在过充、过放或高温等条件下 可能发生热失控，引发燃烧甚至爆炸 ，对使用安全构成威胁。
废弃电池处理
废旧原电池的回收和处理问题日益凸 显，不当处理可能对环境造成污染， 需要加强废弃原电池的环保处理和资 源再利用。
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THANKS
原电池的组成
总结词
原电池由电极、电解质溶液、隔膜和外壳组 成，其中电极分为正极和负极。
详细描述
原电池的组成包括电极、电解质溶液、隔膜 和外壳。电极是原电池中的核心部分，分为 正极和负极，分别发生还原反应和氧化反应 。电解质溶液是传递电荷的介质，通常由盐 类或酸碱溶液组成。隔膜用来隔离正负极， 防止短路，同时允许离子通过。外壳则起到 支撑和保护整个原电池的作用。
剂通过电极反应产生电流。
持续产生电力。
9字
燃料电池的种类很多，如氢燃料
2
4
9字
燃料电池的应用范围正在不断扩
电池、甲醇燃料电池等，其电压
大，如汽车、无人机、备用电源
取决于电极反应和燃料类型。
等。
太阳能电池
太阳能电池是一种利用太阳能光 子的能量转换为电能的装置。
太阳能电池通常由硅、硒等材料 组成，其电压和电流取决于光子 的能量和材料的特性。
02
二次电池通常由铅、镍、锂等 材料组成，其电压根据不同的 材料和化学反应而有所不同。
03
7
二次电池可以通过充电来恢复
其电量，因此可以重复使用。
7
7
04
二次电池的应用范围也很广泛
7
，如电动车、手机、笔记本电
脑等。
燃料电池
9字
9字
燃料电池是一种将化学能直接转 化为电能的装置，其燃料和氧化
电池的标准电动势
电池的标准电动势电池是一种能够将化学能转化为电能的装置，它是现代社会中不可或缺的能源设备。
而电池的标准电动势则是评价电池性能的重要指标之一。
本文将就电池的标准电动势进行详细的介绍和解析。
首先，我们需要了解电池的基本结构和工作原理。
电池通常由正极、负极和电解质组成。
正极和负极之间的化学反应产生电子流，从而产生电能。
而电池的标准电动势是指在标准状态下，即温度为25摄氏度、压强为1大气压、溶液浓度为1摩尔/升时，电池正负极之间的电势差。
标准电动势是电池内部化学反应的结果，是电池性能的重要指标之一。
其次，标准电动势与电池的电压有着密切的关系。
电池的电压是指电池正负极之间的电势差，而标准电动势则是在特定条件下的电池电压。
电池的实际电压会受到温度、压强、溶液浓度等因素的影响，而标准电动势则是在标准条件下的理论值。
因此，标准电动势可以作为评价电池性能优劣的重要参考指标。
另外，标准电动势还可以用来计算电池的电动势变化。
根据奥姆定律，电池的电动势与电池内阻和电流大小有关。
而在实际使用中，电池的电动势会因为内阻和电流的存在而产生变化。
通过标准电动势的数值，可以计算出电池在不同条件下的电动势变化，从而更好地了解电池的性能特点。
此外，标准电动势还可以用来比较不同类型电池的性能。
不同类型的电池由于内部化学反应的不同，其标准电动势也会有所差异。
通过比较不同类型电池的标准电动势，可以更好地了解它们的性能特点，从而选择适合的电池类型。
总之，电池的标准电动势是评价电池性能的重要指标，它可以帮助我们更好地了解电池的性能特点、电压变化和不同类型电池之间的差异。
因此，对于电池制造商和使用者来说，了解和掌握电池的标准电动势是十分重要的。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
原电池的电动势
原电池的电动势原电池的电动势（emf）是指在电池两极之间产生的电势差。
它是电池的重要参数之一，反映了电池的内部化学反应能力和电子传递能力。
本文将从电池的基本原理、电动势的定义、测量方法以及影响电动势的因素等方面进行阐述。
我们来了解一下电池的基本原理。
电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质组成。
正极是电池中的氧化剂，负极是还原剂，而电解质则起到连接正负极的作用。
当电池内部发生化学反应时，正极和负极之间会产生电子流动，形成电流。
接下来，我们来了解一下电动势的定义。
电动势是指电池两极之间的电势差，表示单位正电荷从电池的负极移动到正极时所做的功。
通常用字母E来表示电动势，单位是伏特（V）。
电动势的测量可以通过连接一个理想的伏特计来进行。
在测量过程中，伏特计的内阻应远大于电池的内阻，以保证测量结果的准确性。
将伏特计的正极连接到电池的正极，负极连接到电池的负极，即可读取电池的电动势。
然而，电动势并不是一个固定不变的值，它受到多种因素的影响。
首先，电池的化学反应类型对电动势有很大的影响。
不同类型的电池，如干电池、碱性电池、锂电池等，其内部的化学反应方式不同，因此电动势也会有所差异。
温度对电动势的影响也是不可忽视的。
一般来说，随着温度的升高，电动势会有所下降。
这是因为在高温下，电池内部的化学反应速率增加，但同时也会造成电池的寿命缩短。
电池的使用状态也会对电动势产生影响。
当电池处于放电状态时，电动势会随着时间的推移而逐渐下降。
这是因为随着化学反应的进行，电池内部的化学物质逐渐消耗，导致电动势下降。
电池的存储方式和使用环境也会对电动势产生一定的影响。
比如，长时间不使用的电池可能会出现自放电现象，导致电动势下降。
同时，极端的温度和湿度等环境条件也会影响电池的电动势。
原电池的电动势是电池的重要参数之一，反映了电池的内部化学反应能力和电子传递能力。
电动势的测量可以通过连接一个理想的伏特计来进行。
然而，电动势并不是一个固定不变的值，它受到电池的化学反应类型、温度、使用状态以及存储和使用环境等因素的影响。
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又： tK+ tCl
Ej
(t
t
)
RT F
ln
m m
总的液接电势：
Ej = j + j = j j 1～2 meV 可忽略；
19
d）对盐桥中电解质的要求：
不能与原溶液发生反应（如Ag+、Hg22+ 等溶液不能用 KCl 盐桥，而改用 NH4NO3 、KNO3 等）；
EII 2 E I
而且电池 (II) 避免了电池 (I) 中的液接电势，得到了 电动势 EII (测) 与 HCl 溶液活度的准确关系式。
23
§6.15 生物膜电势
一、生物膜的组成
• 磷脂；蛋白质。6-10nm的薄膜
二、细胞膜的模型（流体镶嵌模型）
• 两分子厚的卵磷脂层； • 蛋白质分子镶嵌
= 2FE + 2FT (E/T)P
37
4）平衡常数
ln
K
a
nFE RT
（T
298K时）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
K
a
2.5 1015
即：K 稳 2.5 1015
平衡常数可包括：
• 络合离子的稳定常数；
• 难溶盐的活度积 Ksp； • 弱酸（弱碱）的离解常数等。
例，利用查表数据，求298K时，AgCl(s) →Ag++Cl-的活度积 38
2003年Nobel 化学奖 在细胞膜通道方面作出的开创性贡献
罗德里克·麦金农
洛克菲勒大学
细胞膜离子通道的结构和机理研究 方面
彼得·阿格雷
约翰斯·霍普金斯大学
细胞膜水通道
32
心电图的原理：心肌收缩与松弛时,心肌细胞膜电势相应
发生变化.心脏的总偶极矩也随之变化.
心电图就是测量人体表面 几组对称点之间因心脏的 总偶极矩改变所引起的电 位差随时间的变化,来检查 心脏的工作情况.
11
求得
t (1 t ) t t
Ej
(2t
1)
RT F
ln
m m
Ej
(t
t
)
RTln F
m m
12
例： HCl
t+
m = 0.01m 0.825
m= 0.1 m 0.831
0.904 0.796
T = 298 K
则：t 0.828
E
E
RT 2F
ln
aH2 Cl aA2 g
aH2
a
2 AgCl
E
RT
ln
a2 H
a2 Cl
2F
PH2
其中：E
Cl / AgCl Ag
H /H2
Cl / AgCl Ag
2
2. 双液化学电池
如： ZnZnCl2 (m1) HCl (m2)H2 (P), Pt 电池反应：
二、电解质溶液平均活度系数的测定
以测定 HCl 溶液的 为例： 设计电池：
Pt, H2 (P) HCl (m)AgCl +Ag (s) 电池反应：
½ H2 (P) + AgCl (s) Ag (s) + HCl (m)
E
E
RT F
ln(
a H
a Cl
)
39
总反应： Cl2 (P2) Cl2 (P1)
（浓差电极材料处于氧化态）
E E RT ln P1 2F P2
RT ln P1
2F P2
5
2. 双液浓差电池
1）消除了液接电势 Ej 的浓差电池 （I）AgAgNO3 (m1) AgNO3 (m2) Ag 电池反应：）Ag e Ag+ (m1)
E RT ln m 2 2 RT ln m1 1
F
m1 1
F
m2 2
7
2）有液接电势的浓差电池
液接电势包括 相同溶液不同浓度的液接电势 Ej 不同溶液之间的液接电势 Ej
8
（I）举例：
相同溶液不同浓度的液接电势，如：
Pt, H2 (P)HCl (m) HCl (m)H2 (P), Pt ( m m )
Zn (s) + 2H+ (m2) Zn2+ (m1) + H2 (P)
E
E
RT 2F
ln
aZn 2 PH2
aZn
a2 H
E
RT 2F
ln
(m11) P (m2 2 )2
其 中：
E
H /H2
Zn 2 / Zn
Zn 2 / Zn
E
E
RT F ln(aH
a Cl
)
a2 aH aCl
E
RT F
ln(
m m
)2
（m m m m代入上式）
E
2
0.05916
lg
2
0.05916
RT 0.01 0.904 Ej (2t 1) F ln 0.1 0.796
36.6103 V
36.6 mV
即，半透膜右侧电位较左侧低。
13
Ej < 0 的意义：
• Ej 与Ec 反向，相当 于在电动势为 Ec 的 电池上反向串联一 电动势为 Ej 的电池。
• 事实上， Ej 是由半透膜两边 H+ 离子浓差 扩散运动（左 右）所致。
EII (测)
RT ln aHCl F aHCl
2RT ln m F m
22
EI (测)
RT ln m F m
（近似成立）
EII (测)
RT ln aHCl F aHCl
2RT ln m F m
从电动势 EI、EII 表达式看，电池 (II) 相当于两个电 池 (I) 串联：
+）Ag+ (m2) + e Ag
Ag+ (m2) Ag+ (m1)
E RT ln m1 1 RT ln m2 2 F m2 2 F m1 1
6
(II) AgAgClHCl (m1) HCl (m2)AgClAg 电极反应：）Ag(s) + Cl-(m1) e AgCl(s) +）AgCl(s) + e Ag(s)+Cl-(m2) 电池反应： Cl (m1) Cl (m2)
33
电动势测定的应用？
Nernst公式
E
E
RT nF
ln
aGg
a
a A
aHh aBb
34
§7.15 电动势测定的应用
一、热力学量的确定
G、H、S、平衡常数 Ka。 • 例 对于络合反应：
Cu2+ (aq) + 4 NH3 (aq) Cu(NH3)42+ (aq) 可设计如下电池： CuCu(NH3)42+(aq), NH3(aq) || Cu2+ (aq)Cu
琼胶（琼脂3%） 凝胶
16
a ) 把一个液界面 两个界面； b）由于 KCl 浓度 4.2m 很大，远大于两侧
离子浓度，主要考虑 K+、Cl 向两侧 的扩散；
17
c）在 KCl 中，tK+ = 0.49，tCl = 0.51，且 tCl tK+ ，Cl 的扩散稍占优势； 所以扩散达平衡后界面双电层如上图； 两液接电势 j、j 符号相反；
O K ,内
O K ,外
内
外
RT ZK F
ln
aK ,外 aK ,内
=-91mV
28
细胞内液和细 胞外液各种离 子的浓度差
29
30
SIR JOHN CAREW ECCLES
SIR ALAN LLOYD HODGKIN SIR ANDREW FIELDING HUXLEY
Cu2+ (aq) + 4 NH3 (aq) Cu(NH3)42+ (aq)
36
通过测定电池的电动势 E，可得到反应的 一些热力学函数：
1） rGm= nFE= 2FE 2） rSm= nF (E/T)P = 2F (E/T)P
—— (E/T)P 实验可测 3） rHm = rGm+ TrSm
35
CuCu(NH3)42+(aq), NH3(aq) || Cu2+ (aq)Cu
）Cu + 4NH3(aq) Cu(NH3)42+ (aq) + 2e = 0.12 V
+）Cu2+ (aq) + 2e Cu + = 0.337 V 可逆电池电动势：
E = + = 0.457 V 总电池反应即络合反应：
§6.14 电池的种类及其电动势计算
分类 构造：单液、双液电池； 依据： 电动势产生原因：化学、浓差电池
一、化学电池：
• 电池的总反应中发生了化学变化的电池 叫化学电池。
1
1. 单液化学电池
如： Pt, H2 (P)HCl(m) AgCl + Ag (s) 电池反应：