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同学你好
本节学习电极电势和液体接界电势
从以下几个方面来讲解
首先了解电极电势
界面电位差
然后了解双电层和液接电势
最后学习盐桥
第一部分电极电势
首先来学习电极电势
电极电势是利用下列电池的电动势来定义的
我们将给定的电极与标准氢气电极组成电池
标准氢气电极作为阳极
给定电极作为阴极
这里所说的标准氢气电极
它的气压为一百千帕
氢离子的活度为一
当给定电极中各组份均处在各自的标准状态时
相应的电极电势称为标准电极电势
用E标来表示
接下来我们来了解界面电位差
首先第一种界面电位差是
电极与溶液之间所产生的界面电位差
金属电极在溶液中
与金属离子它们之间化学式有差异
金属离子会进入到溶液上
发生一个溶解的过程
与此同时金属离子也会进入电极相
发生一个沉积的过程
具体的金属离子在溶液中地表现
金属离子在金属相中的化学式
大于在水中的化学式
因此当我把金属放到电解质溶液中
金属离子会从金属相向水相转移
转移时在电极表面留下了电子空位
这时候金属是带负电的
由于金属表面带负电
会吸引正离子在金属表面聚集
此时在金属附近的溶液带正电
对金属离子有一个排斥作用
所以会阻碍金属的继续溶解
那么同时已经溶解的金属离子
仍然可以再次沉积到金属表面
当溶解与沉积的速度达到一个平衡的时候
这样在金属与溶液之间就形成了一个电势差
之前我们了解了
金属表面与溶液中形成电势差的原因
那么双电层就是由电极表面的电荷层
和溶液中过剩的反号电荷所构成
我们可以分为紧密层和扩散层
在溶液层中与金属靠得较为紧密的这一层
叫做紧密层
其余的离子会扩散到溶液中
我们叫它扩散层
通常扩散层会大于紧密层
紧密层的厚度一般在10的-10次方米
接下来学习液接电势
在两种不同的电解质溶液
或电解质相同但浓度不同的溶液与溶液界面上
由于离子的扩散速度不同
会产生电势差
这个电势叫做扩散电势
比如我们举盐酸溶液为例
在稀溶液与浓溶液之间会形成这样一个界面
由于氢离子运动速度要快于氯离子
因此在稀溶液一端会有氢离子聚集
而在浓溶液一端
由于氯离子运动速度慢
会在浓溶液一端聚集
这样就产生了电势差
对于不同电解质的溶液
比如硝酸银和硝酸
同样是由于银离子和氢离子运动速度不同
银离子运动较慢
氢离子运动较快
因此在硝酸银一端会有正电荷聚集
而在硝酸一端会有负电荷聚集
这样就会产生液接电势
接下来我们来学习盐桥
我们知道了什么是液接电势
那么我们就知道盐桥的作用
是用来减小电池中的液接电势
尽可能降低
通常我们可以降低到1-2毫伏
我们在构建电池的过程中
希望尽可能的减少这种不可逆的扩散作用
因此用盐桥来减小液体接界电势
常用的盐桥是饱和氯化钾溶液
它的浓度为4.2摩尔每升氯化钾
加入3%的琼脂做成
液接电势主要取决于氯化钾的扩散
对于氯化钾电解质来说
钾离子的运动速度和氯粒子的运动速度
近似相等
若电解质溶液与氯化钾产生沉淀时
可用硝酸胺来替代氯化钾
那么我们在选择盐桥的时候
通常使用的条件是
第一个
高浓度的饱和溶液
第二个条件阴离子阳离子
它们的运动速度是相同
这样可以有效的减小液接电势
也就是将一个液面分为两个液面
并且在这两个液面的液接电势它们的大小相等
符号相反
用这样的原理就可以消除液接电势
盐桥的特点
之前我们提到电解质的浓度需要足够的大
第二个
正负离子的迁移速率应该是近似相等的
第三点
盐桥只能降低液体接界电势
并不能完全的消除
第四点
只有电池反串联才能完全消除液体接界电势
但化学反应和电动势这个时候都会发生改变
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
