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同学你好
本节学习电池设计
第一部分我们来学习电池的书写
第二部分
来学习
从化学反应来设计电池
第三部分了解一下化学电源
首先来看电池的书写方法
电池的书写通常遵循以下几个原则
第一条负极发生氧化反应写在左边
正极发生还原反应写在右边
也就是说对于原电池来说
我们将发生还原反应的阴极写在右边
发生氧化反应的阳极写在左边
第二条
导体材料金属写在左右的末端
用单数线来表示不同物象的界面
那么对于液相的界面来说
我们用单数的虚线来表示
用双数的虚线来表示盐桥
第三条
我们在排列各项顺序的时候
要注意按照电流的方向来排列
第四点要标明物质的物态
也就是在电池反应中
无论是气体液体还是固体
我们都需要标注它的相态
如果是气体的话
要标注它的压力以及吸附的惰性导体
对于电解质的溶液水溶液
我们用AQ来表示
用A来表示其活度
一般我们都会来注明活度
在不注明温度压力的时候
就说明这个电池是在常温常压下工作
例如氢气和氧气生成水这样一个化学反应
我们想把它设计成电池
我们先来写它的正负2极
负极发生氧化反应
氢气氧化成水
那么在正极发生还原反应
氧气还原为氢氧根
我们通过这样的电极反应来写
它的电池数学表达式
因为是气体电极
我们选择铂作为惰性金属辅助电极
写在书写的两端
然后负极写在前面
氢气电极
氧气作为正极写在右面
中间我们选用的是氢氧化钠碱性电解质
这里面我们用单数线来分割不同的相界面
因为只有一种电解液
所以我们没有用到虚线来分隔电解液界面
从化学反应来设计电池
通过给定的化学反应来设计电池
我们先注意首先要确定正负极
在给定的反应中
将发生氧化作用的元素所对应的电极
写作负极写在左侧
发生还原反应作用对应的电极
写在右侧作为正极
那么我们在电池设计中所选用的电极
就是之前所讲的那三类可逆电极
从这三类中进行挑选
第二步
我们来确定所需要的电解质溶液
电解质溶液的界面接触
按照顺序来填写
第三步
在设计电池的时候需要注意
在给定的反应中
有关元素的氧化态在反应前后没有变化的时候
这个时候应该根据生成物的种类
确定一个电极
然后用该电极与总反应做差
来确定另外一个电极
比如说碘化银分解成银离子和碘单质
这个反应中我们没有找到
氧化还原的反应和作用
这时候我们来构建一个氧化还原反应
我们选择中间物选择银
我们在电极反应的左右两端分别加入了银单质
这样在负极我们构建银单质
氧化成银离子这样一个电极反应
在正极我们可以写成碘化银
还原成银单质
这样在正极与负极反应加和的时候
对于总反应来说
银单质是可以消掉的
也就是说我们构建了一个氧化还原反应
分别做它的正负极反应
我们写出的电池形式是银单质
进入到银离子中
这边是碘化银和银单质进入到碘离子中
中间电解液用双竖线来分割
第四条
电池设计后
我们务必按照电池所写出的反应
并与给定的反应进行核对
也就是我们需要复核
我们看我们设计出来的电池
是否跟给定的反应是一致的
如果是一致的
表明我们设计是正确的
否则需要重新来设计
针对给定的反应
我们计算吉普斯函数
发现它是小于零的自发反应
那么在原则上我们就可以设计成原电池
它可以对外做电功
对于ΔG大于零的非自发反应
必须对系统做功
比如加入外接电源
加入电工来电解
接下来我们来了解一下化学电源
我们将化学电源分为三类
首先是燃料电池
我们又称为连续电池
一般是以天然的燃料
以及其他的可燃物
比如氢气甲醇天然气煤气
作为负极的反应物质
以氧气作为正极反应
组成燃料电池
第二类一次电池
也就是说电池的反应物质可以进行
一次电化学反应反应
反应在放电之后就不能再循环利用了
比如干电池
这种电池会造成严重的材料浪费和环境污染
第三类是二次电池
是我们生活中比较常用的电池
又称为蓄电池
这种电池放电后可以继续充电
使活化物质基本复原
可以重复多次的利用
常见的如铅蓄电池和其他的可充电电池
好本节就讲到这里
-绪论
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--绪论
-1.1 原电池与电解池
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--原电池与电解池
-1.2 离子的迁移数与迁移速率
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-1.3 电导、电导率和摩尔电导率
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-1.4 离子独立移动定律
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--离子独立移动定律
-1.5 电导的测定及应用
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--电导的测定及应用
-1.6 强电解质溶液理论
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--强电解质溶液理论
-1.7 可逆电池
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--可逆电池
-1.8 电池设计
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--电池设计
-1.9 可逆电池热力学
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--可逆电池热力学
-1.10 电极电势和液体接界电势
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-1.11 电池电动势
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--电池电动势
-1.12 极化作用
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--极化作用
-1.13 金属的电化学腐蚀、防腐和钝化
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-1. 电化学--习题
-2.1 化学动力学概述
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--化学动力学概述
-2.2 化学速率，速率方程和反应级数
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-2.3 基元反应和质量作用定律
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-2.4 一级反应
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-- 一级反应
-2.5 二级反应
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--二级反应
-2.6 零级反应和n级反应
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-2.7 反应级数测定方法
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--反应级数测定方法
-2.8 温度对反应速率的影响
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-2.9 活化能和指前因子
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--活化能和指前因子
-2.10 典型复杂反应——平行反应
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-2.11 典型复杂反应——对峙反应
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-2.12 典型复杂反应——连锁反应
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-2.13 速率方程近似处理方法
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-2.14 气体反应碰撞理论
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--气体反应碰撞理论
-2.15 过渡态理论
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--过渡态理论
-2.16 链式反应
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--链式反应
-2.17 光化学反应（一）
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--光化学反应（一）
-2.18 光化学反应（二）
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--光化学反应（二）
-2.19 催化作用原理
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--催化作用原理
-2. 化学动力学--习题
-3.1 表面张力
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--表面张力
-3.2 弯曲表面上的附加压力
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-3.3 物质的亚稳状态
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--物质的亚稳状态
-3.4 液固界面
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--液固界面
-3.5 溶液表面的吸附
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--溶液表面的吸附
-3.6 表面活性剂
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--表面活性剂
-3.7 固体表面
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--固体表面
-3.8 表面吸附方程
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--表面吸附方程
-3.9 分散系统和胶体
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--分散系统和胶体
-3.10 胶体的性质（1）
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--胶体的性质（1）
-3.11 胶体的性质（2）
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--胶体的性质（2）
-3. 表面化学与胶体--习题
-4.1 概述
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-- 概述
-4.2 Boltzmann 统计
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-4.3 撷取最大项
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--撷取最大项
-4.4 最概然分布
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-- 最概然分布
-4.5 a, b值的推导
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--a, b值的推导
-4.6 Boltzmann 公式的讨论
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-4.7 配分函数
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--配分函数
-4.8 配分函数的分离
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-4.9 原子核配分函数
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-4.10 电子配分函数
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--电子配分函数
-4.11 平动配分函数
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--平动配分函数
-4.12 单原子理想气体热力学函数
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-4.13 转动配分函数
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-- 转动配分函数
-4.14 振动配分函数
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--振动配分函数
-4.15 分子的全配分函数
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--分子的全配分函数
