平衡电极电势和电池电动势解读

标准氢电极
镀铂黑的铂片浸入 aH+=1的溶液中并以 pH2=1p o的纯氢气不断 冲击到Pt电极上。
Pt（铂黑）│H2(g, p=1p o)│H+(aq, a+=1)
规定：在任意温度下： o (H / H2 ) 0
以标准氢电极作氧化极，即负极；而将待定的电极作 还原极，即正极，组成电池：
(Pt) H2(pH2=1p0) | H+(a H+=1)|| 待测 然后用电位差计测量该电池的电动势，这个数值和符 号就是待测电极的氢标还原电极电势的数值和符号。
)
( o Cu 2
RT 2F
ln
1 aCu 2 (a2 )
) ( o Zn / Zn 2
RT 2F
ln
1) aZn 2 (a1 )
对于任一单个电极电势：
o
RT ZF
ln
a( RE ) a(OX )
此即电极的Nernst方程，注意活度商是还原态/氧化态.
§5 可逆电极的种类
⑴第一类电极(这类电极一般只有一个相界面) a. 金属与其阳离子组成的电极 b. 气体电极
⑵第二类电极(存在两个相界面) a. 金属-难溶盐及其阴离子组成的电极 b. 金属-氧化物电极
⑶第三类电极(组成电极的物质在同一相内) 氧化-还原电极
不 M(s)
同
M(s), MX(s)
种
类
M+(aq)
X-(aq)
的
可
逆源自文库
Pt(s)
Pt(s)
电
极
X(aq)
M+(aq), M2+(aq)
电
池：Zn(s)|Zn2+||Cu2+|Cu(s)
电化学反应：Zn(s)+Cu2+→Zn2++Cu(s)
由Nernst方程：E Eo RT ln aZn2 (a1)
2F
aCu 2 (a2 )
( o Cu 2
o Zn / Zn 2
) (RT 2F
ln
1 aCu 2 (a2 )
RT 2F
ln
1 aZn 2 (a1 )
§4 平衡电极电势和电池电动势
• 电池电动势等于两个电极电势的差值。
• 实验只能测得两个电极构成的电池的电动势 E，而无法测得单独电极的电极电势。
• 若选定一个电极作为标准，使其与任意其它 电极组成电池，测其电动势，就可得出各电
极的相对电极电势。
• 利用两电极的相对电极电势，可以方便的求
得由它们组成的电池的电动势，E= +－－。
E＝(待测)－0 (H+/H2) = (待测)－0 = (待测)
例：H2(g,p0)│H+(aq, a+=1)‖Cu2+(aq, aCu)│Cu
(Cu2 / Cu) E If E＞ 0, (Cu2 / Cu)＞0
E ＜ 0, (Cu2 / Cu)＜0
饱和甘汞电极示意图
电极的Nernst方程