6.3原电池的电动势与吉布斯自由能 6.3.2原电池的电动势与氧化还原反应的平衡常数 6.3.1原电池的电动势与吉布斯自由能的关系 ·热力学告诉我们：在等温、等压、可逆过程中， 过程自由能变△，G°在数值上等于体系对外做的最 A.Ge=-nF Be 大有用功，即 A.Ge=-RTInKe ·胃电动°-△。 -nF B=-RTInKe ·W电动QBnP阳 B=(RT/nF)InK =(0.059/n)lgKe (298K) ·-△C,-nPB=-nF(中玉中黄) ·△，G0."-nP阳-nF(王”黄) 能斯特方程式： 6.3.5浓度对电极电势和原电池电动势的影响 一一计算非标准状态下电极的电极电势 aA+bB亡dD+gG 中(ox/red △Gm=△Gm0+RT1nQ-△Gm°+RTln po r ·aOX(氧化态)+e=bRed(还原态) AGn■-nFE ，4,Gm9■-nFB9 故有： -nF B=-nF ge+RTIn Q p=0°+ 0.0591 b n CRed E=E0_RT no=E0_RT In- 中：指定浓度下的电极电势 ·0:标准电极电势 n:电极反应中的得失电子数 讨论 参与电极反应的其他物质 p=0+ 0.0591 举例 1g- n b 例 已知H2+2e=2 CRed 中(/，)-0V 0.059, (C尸 1)方程式中的[氧化态]和[还原态]并非专指氧 中=中6+ 化数有变化的物质，而是包括了参与电极反 2 (P,/P) 应的其它物质。 例已知02+4+4e=2H,0 中8-1.229y 2)如果电对中的某一物质是固体或液体，则它 们的浓度均为常数，常认为是1。 0.059(C'(/P) g 3)如果电对中的某一物质是气体，其浓度用分 压来表示。 55 第 6章氧化还原反应 6.3原电池的电动势与吉布斯自由能 • W电功= -ΔrGm • W电功=QE =nFE • -ΔrGm =nFE=-nF(φ正-φ负) • ΔrG 0 m = -nFE0=-nF(φ0 正-φ0 负) 6.3.1原电池的电动势与吉布斯自由能的关系 X热力学告诉我们：在等温、等压、可逆过程中， 过程自由能变ΔrGm Θ在数值上等于体系对外做的最 大有用功，即 第 6章氧化还原反应 6.3.2原电池的电动势与氧化还原反应的平衡常数 Δr Gm Θ = - nF Ε Θ Δr Gm Θ = - RTlnKΘ - nF Ε Θ = - RTlnKΘ Ε Θ = (RT/nF)lnKΘ = (0.059/n)lgKΘ （298K） 第 6章氧化还原反应 6.3.5浓度对电极电势和原电池电动势的影响 aA + bB dD + gG △Gm = △Gmo +RTln Q= △Gmo + b o a B o A g o d G o D P P P P P P P P RT ( ) ( ) ( ) ( ) ln ΔrGm = - nF Ε ，ΔrGm Θ = - nF Ε Θ 故有： - nF Ε = - nF Ε Θ+RTln Q b o a B o A g o d G o D P P P P P P P P nF RT Q E nF RT E E ( ) ( ) ( ) ( ) ln ln 0 0 = − = − 第 6章氧化还原反应 能斯特方程式： ----计算非标准状态下电极的电极电势 φ(ox/red) • aOX(氧化态)+ne = bRed(还原态) b d a OX c c n Re lg 0.0591 = + θ ϕ ϕ φ:指定浓度下的电极电势 φ 0: 标准电极电势 n :电极反应中的得失电子数 b o red a o ox P P P P ( ) ( ) b d a OX c c Re 第 6章氧化还原反应 讨论 b d a OX c c n Re lg 0.0591 = + θ ϕ ϕ 1)方程式中的[氧化态]和[还原态]并非专指氧 化数有变化的物质，而是包括了参与电极反 应的其它物质。 2)如果电对中的某一物质是固体或液体，则它 们的浓度均为常数，常认为是1。 3)如果电对中的某一物质是气体，其浓度用分 压来表示。 第 6章氧化还原反应 例 已知H2+2e=2H+ 例 已知O2+4H++4e = 2H2O φΘ(H+/H2)=0V φ =φΘ φ =φΘ φΘ=1.229v ( / ) ( ) lg 2 0.059 2 2 o H H P P C + + 2 4 0.059 ( )( / ) lg 4 1 o C PP H + O + 举例 参与电极反应的其他物质