电化学平衡

正极 Cu2+ + 2e = Cu 电子（从外电路） 流入原电池的一 极。 正极上总是发生 还原反应， 极板上是缺电子 的，带正电荷。
3、半电池及氧化还原电对
*从原电池的构造来看，一个完整的原电池，由两个“半电池”所构 成：1）铜板和硫酸铜；2）锌板和硫酸锌。 * 每一个半电池都包含有两类物质： 1）还原态物质，例如Cu, Zn。 2）氧化态物质，例如Cu2+, Zn2+ * 半电池中，氧化态物质与还原态物质总是共存的，构成一对，称为 “氧化还原电对”。常用下列符号表示： 氧化态物质/还原态物质 例如： Cu2+ / Cu、 Cu2+/Cu+、 Zn2+ /Zn 、 H+/ H2 、 Cl2/Cl- 、PbO2/ Pb2+、 O2/H2O、 Fe3+/Fe2+、

y 还原态物质(M)
0.059V ——— n
[氧化态]x lg[还原态 ——— ]y
式中： EMn+/ M ：非标准状态下的电极电位
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
EMn+/ M：标准电极电位

[氧化态]、[还原态]：分别为氧化态和还原态物质的相对浓度
（溶液中的物种）或相对分压（气态物种）
使用能斯特方程式时的注意事项：
（1）纯固体、纯液体的浓度项，不列入能斯特方程式。例如：
Cu2+ + 2e Hg2Cl2 (s) + 2e Cu 2Hg + 2Cl-
（2) 在能斯特方程式中的n值与指数x、y相互对消，所以电极电位 不因化学计量数的改变而改变。
Cu2+ + 2e Cu 或 Cu Cu2+ + 2e
4、影响电极电位的因素
（1）电对物种（电极材料） 各种不同的物质，有不同的标准电极电位。
（2）温度 电极电位的值随温度而有所变化，详细讨论，在下节中进行。
（3）浓度与电极电位的关系 ——能斯特方程式 对于任何一个电极反应： x 氧化态物质（Mn+) + ne EMn+/ M = EMn+/ M +
E Hg
2Hg + 2Cl-
Cl /Hg 2 2
= - 0.76V
饱 和 甘 汞 电 极 的 结 构 与 使 用
3、标准电极电位
* 什么是“标准电极电位”？
当指定电极中与电极反应有关的所有物质都处于热力学标准 态时，该电极的电位，称为标准电极电位，记作：E 。

* 各种不同电极的标准电极电位值有表可查。P99，表3-4
例如：当用Zn2+ /Zn 电对与氢电极组成原电池，电池的电 动势为0.76V，电子从Zn电极流到氢电极，Zn电极为负极， 因此
E Zn2+ /Zn = - 0.76V
当用Cu2+ /Cu 电对与氢电极组成原电池，电池的电动势为 0.34V，电子从氢电极流到Cu电极，Cu电极为正极，因此
E Cu2+ /Cu = + 0.34V
算出待测电极相对于标准电极的相对的电位值。
通常采用的标准电极是氢标 准电极。其结构如图所示。电 池符号：
(Pt) H2 ( 100kPa)∣ H+ (1.0 mol/dm3)
电极反应： 2H+ + e H2
在25C时规定标准氢电极的电极 电位： EH+/H2 = 0.00 V
当测量其他电极的电位时，将待测电极和氢电极组成原 电池。原电池的电动势，就是待测电极的电位。
Sn4+/Sn2+、 Hg2Cl2/Hg、AgCl/Ag等。
4、原电池的符号表示 为了书写的方便，常用下列符号来表示原电池的结构：
（1）以（+）表示原电池的正极，正极总是写在右边；以（-）表示原电池的 负极，负极总是写在左边。 （2）正、负极中总是有一种导电的物质，如Zn、Cu、Ag、等还原态物质可 作为电极导体，导体总是写在紧邻（+）、（-）的最旁边的位置。如果 电对中的还原态物质不是导体，如Fe3+/Fe2+、 H+/ H2 、Cl2/Cl- 等，就需 要加惰性电极，如：C（石墨）、Pt等。
一、原电池
1、氧化还原反应与原电池 氧化还原反应
有电子转移的化学反应——氧化还原反应。
原电池 能将氧化还原反应中的化学能转变为电能的装置。
2、原电池的组成
(a)外电路：负载， 电流的外部通路
(c) 电极： 电池中发生 氧化还原反 应的场所。
(b)盐桥： 电流的内 部通路
负极 Zn = Zn2+ + 2e 电子从原电池流 出（到外电路） 的一极。 负极上总是发生 氧化反应。 极板上电子是富 余的，带负电荷 。
（3）“∣”表示两相的界面
（4） “‖”表示盐桥。
举例说明：
(-)Zn∣ZnSO4‖CuSO4∣Cu (+) (-)Zn∣Zn 2+ ‖H+∣H2 (Pt) (+) (-) (Pt) H2 ( 100kPa)∣ H+ (1.0 mol/dm3)‖Cu 2+ (1.0 mol/dm3) ∣ Cu (+) (-) (Pt)Fe3 (1.0 mol/dm3), Fe2+ (1.0 mol/dm3)‖Ag+ (1.0 mol/dm3) ∣Ag(+)
二、电极电位
1、电极电位的产生 — 双电层理论
ne
M n+
M
(1) (2)
+
M n+ + ne 金 属本 体+ + 溶 + 液 +
ne
金 属 本 体
M 溶 液
M n+
金 属+ 本 体+
+
-溶 -液 -
M n+
(1) < (2)
(1) > (2)
2、电极电位的测定
电极电位实质上就是双电层两边的电位差，是无法直 接测量的。只能选择某一电极作为“参照”，以该电极与 待测电极组成一个原电池，获得原电池的电动势，从中推
氢电极由于使用上的不便，实验室中通常以其他电极来 代替氢电极。这些电极相对与氢电极的电位值是已知的， 作为相对的二级标准，叫做参比电极。 最常用的是饱和甘汞电极: *电极反应： Hg2Cl2 (s) + 2e *电极符号： KCl(饱和溶液), Hg2Cl2(糊状) ∣Hg(Pt) *在298K时饱和甘汞电极的电极电位：
*标准电极电位数值的大小，反映了电极氧化还原能力的大小。 电极电位值越“负”，表明电对中还原态物质的还原能力越强； 电极电位越“正”，表明电对中氧化态物质的氧化能力越强。 *电极电位不随化学反应方程式的化学计量数不同而改变。例如： Cu2+ + 2e Cu 或 2Cu2+ + 4e 2Cu
*电极电位不随化学反应方程式的写法不同而改变。例如：