10 第九章 可逆电池.ppt

第1页：第九章可逆电池

第九章可逆电池

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第4页：电化学的基本概念_学科定义电

电化学的基本概念_学科定义电

电化学的基本概念_学科定义电化学是研究电现象和化学现象之间的关系及电能和化学能相互转化规律的一门科学

1电化学科学的定义(The definition of electrochemistry)

第5页：电化学的基本概念_电池分类

电化学的基本概念_电池分类2.3电池分类简表2电池的分类(Kindsofcells)2.1原电池(primarycell):将化学能转化为电能的装置

原电池按照不同的分类方法可分为:单液电池、双液电池;化学电源;浓差电池等

电解池(electrolytic cell):将电能转化为化学能的装置

第6页：电化学的基本概念_原电池和电

电化学的基本概念_原电池和电

电化学的基本概念_原电池和电解池3 原电池和电解池(Primary cell and electrolytic cell)3.1 原电池(primary cell)将化学能转化为电能的装置称为原电池(下图)

第7页：电化学的基本概念_原电池和电：电解池

电化学的基本概念_原电池和电：电解池

电化学的基本概念_原电池和电解池3.2 电解池(electrolytic cell)将电能转化为化学能的装置成为原电池(下图)

第8页：一对电极电活性物质电解质

电化学的基本概念_原电池和电解池3.3 组成电池的基本要素一对电极电活性物质电解质外电路必要时要有隔膜(如双液电池)

第9页：电化学的基本概念_电极

电化学的基本概念_电极

电化学的基本概念_电极、电池反应4 电极反应和电池反应(Electrode and cell reaction)写出图9-0-1和9-0-1的电极反应和电池反应

原电池Zn电极:Cu电极:Zn = Zn2++ 2eCu2++ 2e = Cu电解池Zn电极:Cu电极:Zn2++ 2e = ZnCu = Cu2++ 2e

第10页：电化学的基本概念_电极：氧还反应

电化学的基本概念_电极、氧还反应5 电极反应和氧化还原反应(Electrode 、oxidizing and reducing reaction)电极反应是一种特殊的氧化还原反应,与通常的氧化还原反应不同的是前者是一种通过电极而进行的间接电子传递反应,后者是氧化剂和还原剂之间进行的直接电子传递反应(见图9-0-3和9-0-4)

第11页：电化学的基本概念_ 电极的命

电化学的基本概念_ 电极的命

电化学的基本概念_ 电极的命名6 电极的命名(name of electrode)阳极(anode electrode):阴极(cathode electrode):正极(positive electrode):阴极(negative electrode):发生氧化反应的电极

发生还原反应的电极

电势较高的电极

第12页：电化学的基本概念_ 电能与化

电化学的基本概念_ 电能与化

电化学的基本概念_ 电能与化学能7 电能与化学能(Electric and chemical power)是指在一定温度下可以全部变为有用功的那部分能量

在可逆状态下,化学能与电能由下式确定:化学能(chemical power)G = -nFE

第13页：可逆电池

可逆电池

可逆电池和不可逆电池_ 可逆电池1.可逆电池(Reversible cell)1.1.可逆电池的定义(The definition of reversible cell)在化学能和电能相互转化时,始终处于热力学平衡状态的电池

可逆电池的条件电池反应可逆例如铅酸蓄电池再如Daniell电池(图)电池中的一切过程均可逆,工作电流趋于零

第14页：可逆电池和不可逆电池_可逆电

可逆电池和不可逆电池_可逆电

第15页：可逆电池和不可逆电池_ 不可

可逆电池和不可逆电池_ 不可

可逆电池和不可逆电池_ 不可逆电池2 不可逆电池(Irreversible cell)凡是不能满足可逆电池条件的电池通称为不可逆电池

如图所示的电池,其电池反应不可逆放电时充电时:电池反应不可逆,电池不是可逆电池使用盐桥的双液电池可近似地认为是可逆电池,但并非是严格的热力学可逆电池,因为盐桥与电解质溶液界面存在因离子扩散而引起的相间电势差,扩散过程不是热力学可逆过程

第16页：可逆电池的表示方法和电池电动

可逆电池的表示方法和电池电动

第17页：可逆电池的表示方法

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定可逆电池的表示方法1.可逆电池的表示方法(Representation of reversible cells)规定电池符号左端的电极为负极(进行的是氧化反应),右端的电极为正极(进行的是还原反应);用单竖线表示相界面,单竖虚线表示半透膜,双竖线表示盐桥;要注明温度、相态和浓度;气体电极、氧化还原电极要注明惰性电极,通常是铂电极

书写可逆电池符号的步骤

第18页：可逆电池的表示方法：电池电动势的测定

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定可逆电池的表示方法例如,Daniell 电池,负极,进行氧化反应:正极,进行还原反应:则,Daniell 电池可表示为:如果Daniell 电池装了盐桥,则电池可表示为:

第19页：可逆电池的设计

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定可逆电池的设计2.可逆电池的设计(Design of the reversible cell)设计电池可按照以下步骤:写出两个半电池反应;确定电极和电解质;写出电池符号;最后作检查

第20页：可逆电池的表示方法和电池电动：逆电池负极

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定可逆电池的设计例如,将下列反应设计一个可逆电池负极:正极:由此可知,负极为氧化汞电极,正极为钾汞齐电极,电解质为KOH溶液

这样该电池可表示为:

第21页：电池电动势的测定和标准电池

电池电动势的测定和标准电池

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定电池电动势的测定和标准电池3. 电池电动势的测定和标准电池(Measurement of electromotive forces and standard cell)3.1 电池电动势的测定(Measurement of electromotive forces)普通伏特计能测定电池电动势吗?

第22页：可逆电池的表示方法和电池电动：准电池

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定电池电动势的测定和标准电池(9-2-1) (9-2-2) (9-2-3) R0→∞时,E→V,只有伏特计的输入阻抗趋向于无穷大时才能近似地测得电池的电动势

对消法可以达到这一目的,如下图

第23页：可逆电池的表示方法和电池电动：准电池

可逆电池的表示方法和电池电动：准电池

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定电池电动势的测定和标准电池(9-2-5)如右图所示,当K与ES接通时,(9-2-4)当K与Ex接通时,则(9-2-6)

第24页：可逆电池的表示方法和电池电动：准电池

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定电池电动势的测定和标准电池3.2标准电池(standardcell)标准电池的结构如下图所示

第25页：可逆电池的表示方法和电池电动

可逆电池的表示方法和电池电动势的测定电池电动势的测定和标准电池标准电池的电池符号为:美国的Wolff提出计算不同温度时Weston标准电池的电动势公式:

第26页：可逆电池的热力学

可逆电池的热力学

第27页：热力学函数与电池电动势的关系

热力学函数与电池电动势的关系

逆电池的热力学热力学函数与电池电动势的关系1.热力学函数与电池电动势的关系(Relationship between thermodynamic function and electromotive forces of cell)1.1 Gibbs自由能与电池电动势(Relationship between Gibbs free energy and electromotive forces of cell)(9-3-1) 标准状态时,(9-3-2)

第28页：逆电池的热力学

逆电池的热力学

逆电池的热力学热力学函数与电池电动势的关系1.2 平衡常数与电池电动势(Balanceable constant and electromotive forces of cell)(9-3-3)

第29页：逆电池的热力学：标准状态时,

逆电池的热力学：标准状态时,

逆电池的热力学热力学函数与电池电动势的关系1.3 熵函数与电池温度系数(Entropy and temperature coefficient of cell)(9-3-4) 标准状态时,(9-3-5)

第30页：逆电池的热力学：标准状态时,

逆电池的热力学：标准状态时,

逆电池的热力学热力学函数与电池电动势的关系1.4 焓函数与电池电动势(Enthalpy and electromotive forces of cell)(9-3-6)标准状态时,(9-3-7)

第31页：逆电池的热力学：势的关系

逆电池的热力学：势的关系

逆电池的热力学热力学函数与电池电动势的关系1.5 电池的热效应与电池温度系数(quantity of heat in cell and temperature coefficient of cell)(9-3-8) 由电池的温度系数判断电池工作时,吸、放热情况:时,电池等温可逆工作时吸热;时,电池等温可逆工作时放热;时,电池等温可逆工作时与环境无热交换

第32页：逆电池的热力学：势的关系例题已知

逆电池的热力学：势的关系例题已知

逆电池的热力学热力学函数与电池电动势的关系例题已知Daniell电池,在298.15K时E1=1.1030V,313.15K时E2=1.0961V

并假定在298K-313K之间为一常数

计算该电池在298.15K时的ΔGm,ΔHm,ΔSm,K及电池的QR

第33页：可逆电池

可逆电池

可逆电池的热力学可逆电池的Nernst方程2. 可逆电池的Nernst方程(Nernst equation of reversible cell)1889年,Nernst提出著名的经验方程

对于一个一般的电池反应:aA+bB+···=gG+hH+···Nernst方程为:(9-3-9)

第34页：电化学势

电化学势

电极溶液界面电势差_ 电化学势§9-4 电极溶液界面电势差(The interfacial potential difference between electrode and solution)1. 电化学势(electrochemical potential)电化学体系是一个复杂的多项相体系,荷电粒子在相间不停地传递着、转移着

在一般多相体系中,粒子的转移方向可由化学势的高低进行判断

与此相仿,电化学体系粒子的传递方向可引入电化学势这一概念进行量度

第35页：电化学势的物理意义

电极溶液界面电势差_ 电化学势电化学势的物理意义是:在电化学体系中,在等温等压并保持体系其它组分的物质的量都不变的情况下,将1 mol 荷电粒子B从真空无限远处可逆地移入α相内部所作的功

电化学势也可以表示为化学势μ和电功(nFф)之和(9-4-2) 这样,当荷电粒子B在两相达到平衡时,(9-4-3)

第36页：电极与溶液界面电势差

电极与溶液界面电势差

电极溶液界面电势差_ 界面电势差2. 电极/溶液界面电势差(The interfacial potential difference between electrode and solution)研究一个简单电极,如图所示,当达到平衡后,有由此得到金属/溶液界面电势差为(9-4-4)

第37页：界面电势差与活度

界面电势差与活度

电极溶液界面电势差_ 界面电势差根据化学势与活度的关系,纯金属的μM(M)=0,(9-4-4)式简化为(9-4-5) 当Mn+离子活度为1时,(9-4-5)式为(9-4-6) 对任意离子,界面电势差为(9-4-7)

第38页：电池电动势的组成

电池电动势的组成

电极电势的Nernst方程电池电动势的组成§9-5 电极电势的Nernst方程(Nernsts equation for electrode potential)1.电池电动势的组成(The constitutes of electromotive forces of cell)电池电动势是由各个界面电势差组成的,对Daniell电池如图9-5-1所示,整个电池电动势为

第39页：电极电势

电极电势

电极电势的Nernst方程_ 电极电势2.(相对)电极电势(Relative electrode potential)2.1 绝对电极电势的不可测性(Immeasurability of absolute electrode potential)单独电极的绝对电势如,目前尚无法测量,这是因为绝对电极电势的物理意义是,单位正电荷从真空无限远处移动到电极内部某点处所作的功,其中的化学功部分是不可测的,结果导致整个电极的绝对电极电势不可测

(相对)电极电势(Relativeelectrodepotential)为了使用方便,采用标准氢电极作为相对标准,并规定其电极电势为零,待测电极的电极电势数值规定为该电极与标准氢电极组成原电池电动势的数值

第40页：电极电势：根据规定

电极电势的Nernst方程_ 电极电势例如,铜电极的电极电势()即为下列电池的电动势:根据规定,,则(9-5-1) 同样,锌电极的电极电势可写成(9-5-2)

第41页：电极电势：推广到一般情况

电极电势：推广到一般情况

电极电势的Nernst方程_ 电极电势写出电极电势与浓度的关系,上两式可表示为将上述结论推广到一般情况则,(9-5-5)(9-5-4)(9-5-3)

第42页：电极电势：显然,式

电极电势：显然,式

电极电势的Nernst方程_ 电极电势2.3 讨论(Discussion)电极电势()与电极/溶液界面电势差有()物理意义上的差别,以铜电极为例进行说明:电池反应:则,因,(9-5-7) (9-5-6) 显然,式(9-5-6)和式(9-5-7)具有不同的物理意义

第43页：第一类电极

第一类电极

可逆电极的种类_ 第一类电极§9-6 可逆电极的种类(Kinds of reversible electrodes)1.第一类电极(the first-class electrode)只有一个相界面的电极称为第一类电极

主要包括金属电极(metal electrode)、汞齐电极(amalgam electrode)、配合物电极(complex electrode)、气体电极(gas electrode)等

金属电极(metal electrode)金属(板、棒或条)浸入含有该金属离子的溶液中所形成的电极

第44页：可逆电极的种类_ 第一类电极

可逆电极的种类_ 第一类电极

可逆电极的种类_ 第一类电极1.2汞齐电极(amalgam electrode)电极符号:电极反应:1.3配合物电极(complex electrode)电极符号:电极反应:

第45页：可逆电极的种类_ 第一类电极：气体电极

可逆电极的种类_ 第一类电极：气体电极

可逆电极的种类_ 第一类电极1.4气体电极(gas electrode)电极符号:电极反应:电极结构,见右图

第46页：第二类电极

可逆电极的种类_ 第二类电极2.第二类电极(the second-class electrode)有两个相界面的电极为第二类电极

主要是难溶盐电极

这种电极是将金属表面覆盖一层该金属的难溶盐,然后再浸入含有该盐的相同阴离子溶液中组成的电极

第47页：可逆电极的种类_ 第二类电极

可逆电极的种类_ 第二类电极

可逆电极的种类_ 第二类电极银/氯化银电极电势的Nernst方程:银/氯化银电极电势与温度的关系:温度/K298333363398423448473498523548电极电势/V0.22230.19680.16960.13300.10320.07080.0348-0.0051-0.054-0.090根据实验数据,氯化银电极电势与温度的关系可表示为

第48页：可逆电极的种类_ 第二类电极：甘汞电极

可逆电极的种类_ 第二类电极：甘汞电极

可逆电极的种类_ 第二类电极2.2 甘汞电极(calomel electrode)电极符号:电极反应:电极电势的Nernst方程:甘汞电极电势的大小在一定温度下取决于KCl的浓度,常用的有三种浓度,它们的电极电势及其与温度的关系列入下表中

KCl溶液甘汞电极的温度系数关系式298K的φ甘汞0.1mol·dm-30.3338-7×10-5(T-298)0.33381mol·dm-30.2800-2.4×10-4(T-298)0.2800饱和0.2415-7.6×10-4(T-298)0.2415

第49页：可逆电极的种类_ 第二类电极：见下图

可逆电极的种类_ 第二类电极：见下图

可逆电极的种类_ 第二类电极电极常见结构,见下图

第50页：第三类电极

第三类电极

可逆电极的种类_ 第三类电极3. 第三类电极(the third electrode or redox electrode)电极符号:电极反应:电极电势的Nernst方程:

第51页：化学电池电动势的计算

化学电池电动势的计算

各类电池电动势的计算化学电池电动势的计算§9-7 各类电池电动势的计算(Calculation of electromotive forces about all kinds of cells)1.化学电池电动势的计算( Calculation of electromotive forces about chemical cell)1.1 化学电池(chemical cell):凡电池中物质的变化是由电极反应引起的,称这类电池为化学电池

第52页：各类电池电动势的计算

各类电池电动势的计算

各类电池电动势的计算化学电池电动势的计算1.3举例例计算H2SO4的浓度为2mol·dm-3,温度298K时,铅酸电池的电动势

电池反应如下:已知PbSO4在298K时的溶度积Ksp=1.58×10-8(mol·kg-1)2mol·dm-3H2SO4溶液的平均活度系数γ±=0.125

第53页：各类电池电动势的计算：举例解

各类电池电动势的计算化学电池电动势的计算1.3举例解右极反应右极电势左极反应左极电势因

第54页：浓差电池的计算

浓差电池的计算

各类电池电动势的计算浓差电池的计算2.浓差电池的计算(Calculationofelectromotiveforcesaboutconcentrationcell)2.1 浓差电池(concentration cell)电池中因存在活性物浓度的差别而产生的电动势的电池称为浓差电池

浓差电池分类(kinds of concentration cell)2.2.1 电极浓差电池(Electrode -concentration cell)AgAgCl(s)HCl(a1)HCl(a2)AgCl(s)Ag正极AgCl+e→Ag+Cl-(a2)负极Ag + Cl-(a1) → AgCl + e

第55页：各类电池电动势的计算：复合浓差电池

各类电池电动势的计算：复合浓差电池

各类电池电动势的计算浓差电池的计算电池反应:Cl-(a1) → Cl-(a2)电池电动势2.2.3复合浓差电池(complex concentration cell)电池反应:电池电动势:

第56页：写出电池反应的方程

• 写出电池反应的方程式;
• 代入Nernst公式计算

各类电池电动势的计算浓差电池的计算3. 小结(brief summary)电动势计算的基本步骤:(1)写出电池反应的方程式;(2)代入Nernst公式计算(3)单独离子活度用平均活度代替

第57页：液体接界电势

液体接界电势

液体接界电势与盐桥_ 液体接界电势§9-8 液体接界电势与盐桥(Liquid-junction potential and salt bridge)1. 液体接界电势(Liquid-junction potential)液体接界电势:因种类不同或种类相同而浓度不同的两种电解质界面处产生的电势差

产生机理(mechanism)阴阳离子的迁移速率不同引起液体界面电势差(下图)

液体接界电势的计算(Calculation of liquid-junction potential)以下列电池为例讨论液体接界电势的计算方法

第58页：液体接界电势：电势的形成机理

液体接界电势：电势的形成机理

液体接界电势与盐桥_ 液体接界电势液体接界电势的形成机理

第59页：液体接界电势：的电量

液体接界电势与盐桥_ 液体接界电势液体接界电势的计算电池当电池产生1F的电量,将有t+mol的Ag+从a1溶液迁移至a2溶液;同时有t-mol的NO3-从a2溶液迁移至a1溶液

则此过程假定a+=a-,则

第60页：盐桥的作

液体接界电势与盐桥_ 盐桥的作用2. 盐桥的作用(effects of salt bridge)2.1盐桥的作用(effects of salt bridge)迄今为止,液体接界电势既难于用实验测定又不能准确的计算

在实际工作中,一般采用盐桥的实验手段是不可能完全避免的液体接界电势尽量减小到可以忽略不计的地步(1~2mV)

其作用概括起来连接闭合回路;减小液体接界电势

第61页：液体接界电势：盐桥的作

液体接界电势：盐桥的作

液体接界电势与盐桥_ 盐桥的作用C/mol dm-30.010.050.100.20KCl0.4900.4900.4900.489NH4Cl0.4910.4910.4910.491KNO30.5080.5090.5100.512表9-8-1盐桥中常用电解质的正离子迁移数C/ mol dm-300.21.02.53.5E液接/mV28.219.958.43.41.1表9-8-2盐桥中KCl浓度对液体接界电势的影响

第62页：液体接界电势与盐桥_ 盐桥

液体接界电势与盐桥_ 盐桥的作用2.3 盐桥的作用机理(Mechanism of effects of salt bridge)盐桥能减低接界电势的机理是由于其中的电解质阴阳离子迁移速率接近相等,且浓度远大于电池的电解质浓度,盐桥中的正、负离子便以近乎相等的速率向两侧电解质溶液中扩散,在盐桥的两侧形成两个数值几乎相等的而电势相反的接界电势,使净的接界电势减小到可以忽略的程度(见图)

盐桥中的电解质浓度很高,几乎承担了通过液相接界的全部电荷的迁移

第63页：液体接界电势与盐桥_ 盐桥：盐桥的作

液体接界电势与盐桥_ 盐桥：盐桥的作

液体接界电势与盐桥_ 盐桥的作用

第64页：电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用

第65页：电池电动势测定的应用§

电池电动势测定的应用§9-9 电池电动势测定的应用(Applications of measurement of EMF)利用电池电动势数据可以计算热力学函数,反应的平衡常数,确定离子价态的稳定性,确定溶液的pH,计算电解质溶液的活度和活度系数、难溶盐的活度积,用E-pH图研究水溶液中许多体系的氧化还原能力更有特别的意义

第66页：溶液pH值的测定

溶液pH值的测定

电池电动势测定的应用溶液pH值的测定1.溶液pH值的测定(Determination of pH about solution电动势法的一个重要的应用就是利用可逆电池电动势数据确定离子活度或浓度

溶液氢离子活度或pH的测定尤为普遍

pH的定义(Definition of pH)1909, Sorensen 给pH的定义:pH = -log [H+]现代pH的定义是:测定某一溶液的pH值,采用H+响应电极,如标准氢电极、醌氢醌电极和玻璃电极,实际上多使用玻璃电极

第67页：电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用溶液pH值的测定1.2 玻璃电极(Glass electrode )左下图是玻璃电极的界面层结构示意图,右下图是商品化玻璃电极示意图

第68页：电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用溶液pH值的测定将玻璃膜看作是只允许H+通过的半透膜,当玻璃膜内外溶液达平衡时,1.3 溶液pH值的测定(Determination of pH about solution)该电池的电动势为则

第69页：电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用溶液pH值的测定电池:于是,可测得待测溶液的pH值为

第70页：电解质平均活度系数的测定

电解质平均活度系数的测定

电池电动势测定的应用平均活度系数的测定2. 电解质平均活度系数的测定(Determination about mean activity coefficient of electrolytic solution)通过实验测定HCl(m)溶液中的γ±

设计电池:电池反应:因均为纯物质,其活度为1

在298K时

第71页：电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用平均活度系数的测定利用上式,测出E就可以求出任意浓度时的平均活度系数

在稀溶液范围内,利用外推法还可以求的标准电池电势值

稀溶液时对1-1型电解质:代入上式得

第72页：电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用平均活度系数的测定对作图得一线性关系,从截距上可求得甘汞等参比电极标准电极电势

M/(mol·kg-1)E/V√mE+0.1183lg(m/m)0.075080.037690.018870.00504 0.41190.44520.47870.54370.27470.19410.13740.07100.29700.27670.27470.2719 表9-9-1

第73页：电池电动势测定的应用

电池电动势测定的应用平均活度系数的测定由表9-9-1中数据作图外推得到甘汞电极标准电极电势,见下图

第74页：电势-pH图

电势-pH图

电池电动势测定的应用_ 电势-pH图3. 电势-pH图(pH-potential diagram)以Fe-H2O体系为例介绍电势-pH图的制作原理、步骤及其应用

制作步骤收集有关铁及其化合物的Gibbs生成自由能(表9-9-2);写出相关平衡反应方程及其电势的Nernst方程;绘制电势-pH图

物性数据(表9-9-2 ):

第75页：电池电动势测定的应用_ 电势

电池电动势测定的应用_ 电势

电池电动势测定的应用_ 电势-pH图物质(状态)Gm,f/(kJ·mol-1)物质(状态)Gm,f/(kJ·mol-1)Fe2+(aq)Fe3+(aq)Fe(OH)2+(aq)FeO2H+(aq)FeO42-(aq)Fe(s)Fe(OH)2(s)Fe3O4(s)Fe(OH)3(s) -84.915-10.583-233.872-379.093-467.1780.0-466.697-1013.959-694.378Fe2O3(s)H2O(l)OH-(aq)H+(aq)O2(g)H2(g) -740.809-237.134-157.2600.00.00.0 表9-9-2Fe-H2O体系物性数据

第76页：电池电动势测定的应用_ 电势：图平衡方程

电池电动势测定的应用_ 电势：图平衡方程

电池电动势测定的应用_ 电势-pH图平衡方程:(1) Fe2++ 2e = Fe φ= 0.44V (2) Fe2O3+ 6H++ 2e = 2Fe2++ 3H2O φ = (0.7280.177pH)V(3) Fe3++e = Fe2+φ = 0.771V(4) Fe2O3+ 6H+= 2Fe3++ 3H2O pH = -0.24(5) Fe3O4+ 8H++2e = 3Fe3++ 4H2O φ = (0.981-0.237pH)V(6) 3Fe2O3+ 2H++ 2e = 2Fe3O4+ H2O φ = (0.2210.0592pH)V(7)Fe3O4+8H++ 8e =3Fe + 4H2O φ = 0.0850.0592pH(a) 2H++ 2e = H2φa= -0.0592pH(b) O2+ 2H++2e = H2O φb= 1.2290.0592pH

第77页：电池电动势测定的应用_ 电势：结果见下图

电池电动势测定的应用_ 电势：结果见下图

电池电动势测定的应用_ 电势-pH图绘图(结果见下图):

第78页：电势-pH图应用举例

电池电动势测定的应用_ 电势-pH图3.2 应用举例通过E~pH图,我们可大致判断一种金属在不同pH的水溶液介质中的腐蚀情况

如图所示,铁与Fe2+(浓度=10-6mol·dm-3)的平衡电势为-0.62V,低于(a)线,故铁在还原性酸中和近乎酸性的介质中将会被腐蚀

在碱性介质中,铁可以在含氧的条件下受到钝化保护;但在碱性很强的介质中,由于形成可溶性的HFeO2-,铁又发生腐蚀