可逆电池的热力学(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,9.4,可逆电池的热力学,Nernst,方程,从,标准电动势,E,求反应的平衡常数,由电动势,E,及其温度系数求反应,的 和,Nernst,方程,负极,氧化,正极,还原,净反应,化学反应等温式为,因为,代入上式得,这就是计算可逆电池电动势的,Nernst,方程,Nernst,方程,与 所处的状态不同，处于标准态，处于平衡态，只是 将两者从数值上联系在一起,。,从,E,求电池反应平衡常数,K,E,K,和,的值与电池反应的关系,9.5,电动势产生的机理,电极与电解质溶液界面间电势差的形成,接触电势,液体接界电势,*,液接电势的计算公式,电池电动势的产生,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,；,另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，称为,扩散层,。,电极与电解质溶液界面间电势差的形成,金属表面与溶液本体之间的电势差即为界面电势差。,紧密层和扩散层构成了,双电层,。,电极表面,x,扩散双电层模型,接触电势,电子逸出功,电子从金属表面逸出时,为了克服表面势垒必须做的功。,逸出功的大小既与金属材料有关，又与金属的表面状态有关。,不同金属相互接触时，由于电子的逸出功不同，相互渗入的电子不同，在界面上电子分布不均匀，由此产生的电势差称为,接触电势,。,简称液接电势,（,l,iquid junction potential,）,在两个含,不同溶质,的溶液的界面上，或溶质相同而,浓度不同,的界面上，由于,离子迁移的速率不同而产生的电势差,液体接界电势,液接电势很小，一般在,0.03 V,以下,。,离子扩散是不可逆的，所以有液接电势存在的电池也是不可逆的，且液接电势的值很不稳定。,用盐桥可以使液接电势降到可以忽略不计。,盐桥只能,降低液接电势,，但不能完全消除。,作盐桥的电解质要具备：,常用饱和,KCl,盐桥，因为,K,+,与,Cl,-,的迁移数相近，当有,Ag,+,时，用,KNO,3,或,NH,4,NO,3,。,盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。,盐桥的作用,盐桥是一个,U,型的玻璃管，其中充满含有电解质饱和溶液的琼脂的冻胶,不与电池中的电解质发生反应,液体界面间的电迁移（设通过,1mol,电量）,整个迁移过程,Gibbs,自由能的变化为,液接电势的计算公式,对1-1价电解质，设：,测定液接电势，可计算离子迁移数。,电池电动势的产生,