《可逆电动势》PPT课件.ppt
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1、可逆电动势可逆电动势可逆电可逆电动动势必须满足的两个条件势必须满足的两个条件1.电池中的化学反应可向电池中的化学反应可向正反两方向进行正反两方向进行 2.电池在十分接近平衡电池在十分接近平衡状态下工作状态下工作Reversible Electromotive Force(emf)能斯特(Nernst)方程 (1889年)P 为产物为产物R为反应物为反应物可逆电池电动势与热力学函数的关系恒温恒压下,电池的三种放电途径可逆放电可逆放电E外电源不可逆放电不可逆放电短路放电短路放电EE可逆放电(对环境)化学反应化学反应 两个两个(多个多个)半电池组成半电池组成 (无数无数)(?)实验实验数据总结数据总
2、结理论、规律理论、规律新实验新实验11-13 11-13 电极电势电极电势电池电动势电池电动势(为各类界面电势差之和为各类界面电势差之和)Ep.351 顺序由右至左,电势由高至低顺序由右至左,电势由高至低相界面的特征:相界面的特征:电荷的空间分离电荷的空间分离界面的电势差界面的电势差E一一.金属接界金属接界(接触接触)电势电势取决于金属的电子溢(逸)出功(功函)eCuZnSolid/solid interfaces接触电势的形成p.352二二.液体接界电势液体接界电势(扩散电势扩散电势)离子扩散速度不同所引起的HClHClH+Cl+a2a1AgNO3HNO3Ag+H+a2=a1Liquid/l
3、iquid junction potential丹丹尼尼尔尔电电池池(1836年)不不可可逆逆过过程程两种组成相同的I-I价型电解质的不同浓度的液界电势:p.339盐桥的作用(Salt Bridge)饱和饱和KCl溶液溶液(2)溶液溶液(1)Cl-K+Cl-K+El(1)El(2)盐盐 桥桥液接电势降至液接电势降至1 mVCCC1 1和和CC2 2 为从盐桥扩散为从盐桥扩散至溶液至溶液1,2 1,2 的的KClKCl的浓度的浓度由由 30 mV1 mV三三.电极电势电极电势(电极电位电极电位)Electrode PotentialElectrode Potential(固/液界面)Solid/
4、Liquid Interfacesa.从半电池考虑(可逆电池)a.从半电池考虑(可逆电池)负极反应:正极反应:a.从半电池考虑(可逆电池)b.从电化学势考虑电化学势 Electrochemical PotentialGi=i-i +zie0(-)平衡时:I +zie0 =I +zie0 两相间建立平衡电势两相间建立平衡电势恒温恒压下荷电粒子恒温恒压下荷电粒子i从从 相转移到相转移到 相相平衡时电化学位纯物质为标准态单电极的单电极的Nernst方程方程电极电势表达式电极电势表达式标准电极电势四四.固固/液界面双电层模型液界面双电层模型Double Layer of Solid/Liquid In
5、terfacesHelmholtz模型 (1879年)Gouy-Chapman 模型(1913年)D-H理论(1923年)Stern 模型 (1924年)(紧密层)(扩散层)(紧密层和扩散层)110-10 nm紧密层 (静电作用)10-9-10-6 nm分散层(扩散层)(热运动)分散层(扩散层)(热运动)-10-6 nm10-10 nmStern Model(静电作用,热运动热运动)扩散双电层电势分布图p.366(a)(b)(c)110-10 nm 10-9-10-6 nm10-9-10-6 nm 紧密层分散层 四四.固固/液界面双电层模型液界面双电层模型Grahame 理论(1947年)I
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