
第五章 电化学原理及其应用

电化学 研究电能和化学能之间相互转化以 及转化过程中有关现象的科学。 电化学反应可分为两类: -类是利用自发氧化还原反应(△G0)得以发生,外界必须对体系作 功(电解)

5.1原电池 5.1.1原电池 氧化还原反应是电子转移的反应,同一溶液内的氧化还 原反应过程,电子转移时无定向运动,不产生电流,如 Zn+CuSO (aq)=ZnSO,(aq)+Cu 但若选择适当的电极,组装为“原电池”。将两边电解 质溶液用盐桥连接起来,就能保证电流通路,使转移的 电子定向运动→产生电流。 原电池:是借助氧化还原反应将化学能→电能的装置

1.装置中发生的反应: 检流计 e Zn极(负极):(氧化反应) 盐桥 Zn(s)-2e Zn2+ Zn Cu极(正极):(还原反应) Cu2++2e=Cu(s)) Zn→Z2+2e Cu2++2e-Cu 原电池总反应: 图5-1锌铜原电池 Zn(s)+Cu2+=Zn2+Cu (s) Daniell电池 产生电流的原因:

工作状态的化学电池同时发生三个过程: 1)两个电极表面分别发生氧化反应和还原反应 2)电子流过外电路 3)离子流过电解质溶液 2.盐桥(饱和KC1溶液+琼脂)的作用: 主要作为正、负离子通道,使两个“半电池”的溶 液都保持电中性. 小结: 负极():电势低,电子流出,发生氧化反应(失电子) 正极(+):电势高,电子流入,发生还原反应(得电子)·

3.原电池符号 原电池可用图式表示,例如铜一锌原电池可表示为: (-Zn(s)|ZnSO(m)Cuso(m2)|Cu(s)(+) 相界浓度或活度盐桥 可简化为(不严格): (-Zn(s)|ZnSO4 Cuso4|Cu(s)(+) 在原电池图式中,采用如下规定: 习惯上,①负极在左,正极在右; ②溶液注明浓度,气体注明分压;

③其它按实际接触顺序从左向右依次排列出各个 相的组成及相态,用实垂线“”表示相与相之间 的界面,用双虚垂线“!”表示盐桥; ④若溶液中含两种离子参与反应,用”,”隔开, 并加上惰性电极

例:(-)(Pt),H2(1p9H+(1 mol-dm-3)1H Fe3+(1mol-dm-3),Fe2+(1 mol-dm-3)Pt (+ 负极:氧化半反应H2一2e=2H 正极:还原半反应Fe3++e=Fe2+ 总反应:H2+2Fe3+=2H+2Fe2+

原电池的表示方法 用"表示盐桥 负极写在左边 正极写在右边 浓度 (-)Zn|Zn2*(c)‖Cu2*(c2)lCu(+) “”表示相与相之间的界面

参与电极反应的其它物质也应写 入电池符号中 Crz0,2-(c),H(c2),Cr3+(c3)|Pt(+) (-)Pt,O2p)|H20,0H(c)