原电池的电动势与电极电位(势)
铜电池（ 电池) 锌-铜电池（Daniell Cell电池 （盐桥：KCl （或 铜电池 电池 盐桥：
Na2SO4）等+ 琼胶，维持电路畅通） 琼胶，维持电路畅通）
电极反应： 电极反应： Zn极（负极, Cathode）: 极 ）
Zn(s ) = Zn 2+ + 2e
Cu极（正极, Anode）: 极 正极 ）
最新一代燃料电池
日本移动运营商NTT DoCoMo宣布，该 公司研发出了一种使用微型燃料电池 供电的3G手机充电器原型。这种燃料 电池通过合成氢和无害的甲醇来产生 化学反应，以此为手机充电提供充足 的能量。这款微型燃料电池重190克， 可以产生近3.8瓦特的能量。别看它 个头这么小，可却有惊人的耐力，在 普通室温的条件下它的供电时间大大 超出锂电池的寿命。不过燃料电池也 有其自身的不足，它的每一个电池 (一个甲醇燃料管)只能提供一次性的 供电。也就是说我们不能为燃料电池 进行像锂电、镍氢电池一样的充电操 作。因此，当我们出远门时就得随身 带着多个燃料电池了。
例4. 镍镉碱性充电电池
融熔NaCl电解池（左）和实验装置（右） 电解池（ 和实验装置（ 例2 融熔 电解池
阳极：2 Cl-(l) → Cl2(g) + 2 e 阴极：2 Na+(l) + 2 e → 2 Na(l) (氧化反应） 氧化反应） 氧化反应 (还原反应） 还原反应 还原反应）
例3. 铅蓄电池
作原电池）： 放电反应 （作原电池）： 负极： 负极：Pb(s) + HSO4- (aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e 正极： 正极： PbO2(s) + HSO4- (aq) + 3 H+(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2 H2O(l) 放电总反应： 放电总反应： Pb(s) + PbO2(s) + 2 HSO4- (aq) + 2 H+(aq) → 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l) 充电总反应（作电解池） 充电总反应（作电解池） ： 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l) → Pb(s) + PbO2(s) + 2 HSO4- (aq) + 2 H+(aq)
给出电池符号，要能够写出半反应 给出电池符号，要能够写出半反应 电池符号 (电极反应 和放电总反应方程式。 电极反应)和 总反应方程式。 电极反应 放电总反应方程式
锌锰干电池结构 例3. 原电池 锌锰干电池结构
NH4Cl, ZnCl2和MnO2 浆状物 正极： 带铜帽） 正极：石墨 （带铜帽） 负极：锌（外壳） 负极： 外壳）
Zn + CuSO 4 (aq ) = ZnSO 4 (aq ) + Cu ↓
（一）原电池 （续）
选择适当的电极， 若 选择适当的电极 ， 组装为“原电池” 组装为 “ 原电池 ” ， 使转移的电子定向运 使转移的电子定向运 产生电流。 动→产生电流。 产生电流 原电池： 原电池： 化学能→电能 电能的装 是 化学能 电能的装 置。 右 图 ： Daniell 电 池 (锌-铜原电池 铜原电池) 锌 铜原电池
早在1839年，英国人W.Grove就提出了氢和 年 英国人 早在 就提出了氢和 氧反应可以发电的原理，这就是最早的氢-氧 氧反应可以发电的原理，这就是最早的氢 氧 燃料电池(FC)。但直到 世纪 年代初，由 世纪60年代初 燃料电池 。但直到20世纪 年代初， 于航天和国防的需要， 于航天和国防的需要，才开发了液氢和液氧 的小型燃料电池，应用于空间飞行和潜水艇。 的小型燃料电池，应用于空间飞行和潜水艇。 近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境 近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境 保护的突出， 保护的突出，要求开发利用新的清洁再生能 燃料电池由于具有能量转换效率高、 源。燃料电池由于具有能量转换效率高、对 环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重 视。
美国矿物能源部长助理克 西格尔说 美国矿物能源部长助理克.西格尔说：“燃料电池 助理克 西格尔说： 技术在21世纪上半叶在技术上的冲击影响 世纪上半叶在技术上的冲击影响， 技术在 世纪上半叶在技术上的冲击影响，会类 似于20世纪上半叶内燃机所起的作用 世纪上半叶内燃机所起的作用。 似于 世纪上半叶内燃机所起的作用。”福特汽 车公司主管PNGV经理鲍伯 默尔称，燃料电池必 经理鲍伯.默尔称 车公司主管 经理鲍伯 默尔称， 会给汽车动力带来一场革命， 会给汽车动力带来一场革命，燃料电池是唯一同 时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有 时兼备无污染、高效率、适用广、 连续工作和积木化的动力装置。 连续工作和积木化的动力装置。预期燃料电池会 在国防和民用的电力、汽车、 在国防和民用的电力、汽车、通信等多领域发挥 重要作用。美国Arthur D.Little公司最新估计， 公司最新估计， 重要作用。美国 公司最新估计 2000年燃料电池在能源系统市场将提供 500～2 年燃料电池在能源系统市场将提供1 年燃料电池在能源系统市场将提供 ～ 000MW动力，价值超过 亿美元，车辆市场将超 动力， 亿美元， 动力 价值超过30亿美元 亿美元； 过20亿美元；2007年燃料电池在运输方面的商业 亿美元 年燃料电池在运输方面的商业 价值将达到90亿美元 亿美元。 价值将达到 亿美元。
诺基亚试产百部燃料电池耳机
左起依次为耳机、 左起依次为耳机、燃料电池
锂电池
2005年12月,池驱动汽车, 最高时速超过300 km/h. 最高时速超过 手机. 手机.
例5. 锌汞纽扣电池
作原电池）： 放电反应 （作原电池）： 负极： 氧化反应 氧化反应) 负极：(氧化反应 Zn(s) + 2 OH- (aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2 e 正极： 还原反应 还原反应) 正极： (还原反应 HgO(s) + H2O(l) + 2 e → Hg(l) + 2 OH- (aq) 放电总反应： 放电总反应： Zn(s) + HgO(s) → ZnO(s) + Hg(l)
2002.12月2 月 日，日本首 相小泉纯一 郎在东京首 相官邸前乘 坐本田公司 的FCX型燃 型燃 料电池动力 汽车时向人 们挥手。 们挥手。
笔记本燃料电池
年的早些时候， 在2003年的早些时候，东芝已经发布了世 年的早些时候 界上第一块笔记本电脑燃料电池及燃料管。 界上第一块笔记本电脑燃料电池及燃料管。这 种燃料电池的横截面为275×75毫米，重900 毫米， 种燃料电池的横截面为 × 毫米 而仅重72克的燃料管可以容纳 克的燃料管可以容纳50立方厘米 克。而仅重72克的燃料管可以容纳50立方厘米 高浓度甲醇。 高浓度甲醇。如果用这个电池系统为普通的 PDA供电，那么一枚燃料管中盛载的溶液可以 供电， 供电 坚持发电20小时 除此之外， 小时。 坚持发电 小时。除此之外，日本移动电话运 营巨头NTT DoCoMo在2003年6月5日宣布， 日宣布， 营巨头 在 年 月 日宣布 其将会在最近两年内推出一种使用燃料电池的 手机，并且预言“如果一切顺利， 手机，并且预言“如果一切顺利，2004年就将 年就将 上市第一款燃料电池手机” 上市第一款燃料电池手机”。
锌锰干电池 干电池放电反应 例3. 原电池 锌锰干电池放电反应
负极（氧化反应）： 负极（氧化反应）： 反应 Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e 正极（还原反应 反应）： 正极（还原反应）： MnO2(s) + H+(aq) + e → MnO(OH)(s) 2 MnO(OH)(s) → Mn2O3(s) + H2O(l) 合并， 总的放电反应 放电反应： 合并，得总的放电反应： Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + H2O(l)
原电池符号
铜电池（ 电池） 锌-铜电池（Daniell Cell电池） 铜电池 电池
(-) Zn(s) | ZnSO4 (1 mol/dm3) | | CuSO4 (1 mol/dm3) | Cu(s) (+) 相界 浓度或活度 盐桥 简化为 不严格） 可简化为（不严格）: (-) Zn(s) | ZnSO4 | | CuSO4 | Cu(s) (+) 放电总反应：Zn (s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu (s) 放电总反应
11.2 原电池的电动势与电极电位 势) 原电池的电动势与电极电位(势
一、原电池、电解池与电化学 原电池、 （一）原电池： 原电池： 氧化还原反应是 电子转移 的 氧化还原反应 是 电子转移的 反应。 反应。 同一溶液内的氧化还原反应 同一溶液内 的氧化还原反应 过程， 电子转移时 无定向运动， 转移时无定向运动 过程 ， 电子 转移时 无定向运动 ， 不产生电流， 右图) 不产生电流，只放热 (右图):
Cu
2+
(aq ) +
2 e = Cu (s )
原电池放电总反应： 原电池放电总反应： Zn (s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu (s)
盐桥(饱和 琼脂)的作用 盐桥 饱和KCl (aq)（或Na2SO4） + 琼脂 的作用 饱和 （
作为正 负离子通道， 两个“半电池” 作为正、负离子通道，使两个“半电池”的溶液都 保持电中性，维持电路畅通。 保持电中性，维持电路畅通。 Cl- , SO42- → ZnSO4 (aq) K+ , Zn2+ → CuSO4 (aq) KCl 也可以用 2SO4等其它电解质代替。 也可以用Na 其它电解质代替 代替。 原电池”放电反应： 总结 “原电池”放电反应： 负极(Cathode): 电势低，电子流出，发生氧化反应; 负极 电势低，电子流出，发生氧化反应 氧化反应 正极(Anode): 电势高，电子流入，发生还原反应。 电势高，电子流入，发生还原反应。 还原反应 正极
原电池电动势的测定
原电池电动势的测定一、 实验目的1、测定Cu —Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电位。
2、了解可逆电池，可逆电极，盐桥等概念。
3、学会一些电极的制备和处理方法。
二、 实验原理电池由正、负两极组成。
电池在放电过程中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池内部还可以发生其它反应，电池反应是电池中所有反应的总和。
电池除可用来提供电能外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。
从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系：G nFE ∆=- （1）式中G ∆是电池反应的吉布斯自由能增量；n 为电极反应中得失电子的数目；F 为法拉第常数（其数值为965001C mol -⋅）；E 为电池的电动势。
所以测出该电池的电动势E 后，进而又可求出其它热力学函数。
但必须注意，测定电池电动势时，首先要求电池反应本身是可逆的，可逆电池应满足如下条件：(1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆；(2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界；(3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。
因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。
在进行电池电动势测量时，为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位计测量。
原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池的电动势。
由（1）式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。
下面以铜-锌电池为例进行分析。
电池表示式为：4142()()()()Zn s ZnSO m CuSO m Cu s ||||符号“｜”代表固相（Zn 或Cu ）和液相（4ZnSO 或4CuSO ）两相界面；“‖”代表连通两个液相的“盐桥”；1m 和2m 分别为4ZnSO 和4CuSO 的质量摩尔浓度。
实验十六 电极电位和原电池电动势的测定
图1 电极电位（原电池电动势）测量原理图实验十六 电极电位和原电池电动势的测定一、目的要求1、巩固电极电位产生原因和影响因素；2、掌握测量电极电位的实验方法；3、掌握原电池、电解池电位的测量方法；4、掌握电极极化的原因；5、掌握电化学测试系统；6、理解原电池和电极电势的概念。
二、实验原理电极电位（原电池电动势）测量方法可以有以下三种方法1：电极电位的直接测量原理如图1。
当被测电极与参比电极组成测量原电池时，参比电极作电池的正极(阴极)时，有若参比电极作电池的负极(阳极)时，有式中：φ为被测电极的氢标电位；φR 为参比电极的氢标电位。
方法2：补偿法测量电极电位原理图，教材56~57页。
方法3：对消法。
图2 补偿法测量电极电位测量原理图对消法测定电动势就是在所研究的电极（电池）的外电路上加一个方向相反的电压。
当两者相等时，电路的电流为零（通过检流计指示）。
此时，所研究的电池的电动势就可以从外电路的电压数值读出。
原电池是由两个“半电池”组成，每个半电池中有一个电极和相应的溶液。
由不同的半电池可以组成各式各样的原电池，电池中的正极起还原作用，负极起氧化作用，电池的电动势等于两个电极电位的差值：左右ϕϕϕϕ-=-=-+E++++=a nF RT ln 0ϕϕ ---+=a nFRT ln 0ϕϕ 例如Cu-Zn 电池 Zn|ZnSO 4（a 1）||CuSO 4(a 2)|CuZn 的电极电位22201ln 2Zn Zn Zn Zn Zn RT F a ϕϕ+++=- Cu 的电极电位22201ln 2Cu Cu Cu Cu Cu RT F a ϕϕ+++=- Cu-Zn 电池的电动势为： ++++--=2222Cu n /Zn Zn 0Cu 0ln 2)(ααϕϕZ Cu /F RT E 三、仪器与药品 电化学测试系统 1套 饱和甘汞电极 1只盐桥 1个 电解池 1套Cu 电极片 1个 Fe 电极片 1个容量瓶 1个 量筒 1个广口瓶 3个 饱和KCl 溶液CuSO4（0.1mol.L-1）溶液 CuSO4（0.01mol.L-1）溶液NaCl （0.1mol.L-1）溶液四、实验步骤图4 工作电极的结构示意图 1、电极制备工作电极表面要平整，不能出现尖角或台阶，这些结构将会影响电极电位的分布。
原电池电动势与电极电位
第三类电极及其反应
电极
电极反应
Fe3+(a1), Fe2+(a2)|Pt Cu2+(a1), Cu+(a2)|Pt Sn4+(a1), Sn2+(a2)|Pt
Fe3+(a1)+e- →Fe2+(a2) Cu2+(a1)+e- →Cu+(a2) Sn4+(a1)+2e- →Sn2+(a2)
4. 可逆电极
例如： ① H2( p )+Cl2( p )→2H+(a+)+2Cl-(a-) ② 1/2H2( p )+1/2Cl2( p )→H+(a+)+Cl-(a-)
E1 E
RT 2F
ln
a2a2
rGm (1) 2EF
E2 E
RT F
ln
a a
E1 E2
rGm (2) EF rGm (1) 2rGm (2)
表面电势Χ
从10-4cm将单位正电荷通过界面移到物相内部所作的功。 无法测量。
内电位
把单位正电荷在真空中从无穷远处移到离带电物相内部所 作的功，无法测量。
1. 内电位与外电位
它们之间的关系：
Φ=Ψ +X
表面电势是由于液相中极性 分子在带电物相表面定向形成 偶极层引起的。 或者由于金属表面层中电子密 度不同出现的偶极层造成的。
丹尼尔电池
可逆电池电能的来源—— 电化学与热力学的联系
桥梁公式:
( r G)T ,P,R Wf,max nEF
( r Gm )T ,P,R
nEF
zEF
可逆电池电能的来源—— 电化学与热力学的联系
化学反应中的电极电势与电池电动势
化学反应中的电极电势与电池电动势化学反应是一种涉及原子和分子之间重组的过程，而电池则是利用化学反应产生电能的装置。
电极电势和电池电动势是描述电化学反应中电子转移能力的重要参数。
本文将介绍电极电势和电池电动势的概念、影响因素以及它们之间的关系。
一、电极电势的概念与测量电极电势是指电极与溶液或气体之间的电势差。
在电化学反应中，电极上电子的转移产生电势差，进而影响反应的进行。
电极电势能够反映电子在电极上的活动程度，是判断电极是氧化还是还原的参数。
电极电势通常用标准电极电势（E°）来表示，单位为伏特（V）。
测量电极电势的方法有很多种，其中最常用的方法是通过比较电池。
比较电池由两个半电池组成，可以产生一个已知电势差的电池。
通过将待测电极与比较电池相连，测量它们之间的电势差，从而确定待测电极的电势差。
二、电极电势的影响因素1. 温度：电极电势随温度的变化而变化。
温度升高会导致电极电势升高或降低，具体取决于反应的热力学性质。
2. 浓度：电极电势与参与反应的物质浓度有关。
当参与反应的物质浓度发生改变时，电极电势也会发生变化。
3. 压力：对于气体电极，电极电势随气体的分压变化而变化。
增大气体分压会导致电极电势升高。
4. pH 值：对于溶液电极，电极电势会受到 pH 值的影响。
改变溶液pH 值能够改变电极电势。
三、电池电动势的概念与计算电池电动势是指电池两个电极之间的电势差，表征了电化学反应产生的电能。
电池电动势通常用电池电动势（Ecell）来表示，单位为伏特（V）。
计算电池电动势的方法是通过测量两个电极的电极电势，并利用Nernst 方程进行计算。
Nernst 方程是描述电极电势与反应物浓度之间关系的数学方程。
Ecell = E°cell - (RT/nF)ln(Q)其中，E°cell 是标准电动势，R 是气体常数，T 是温度，n 是电子转移的摩尔数，F 是法拉第常数，Q 是反应物的活度积。
原电池的电动势与电极电位(势)解读
Cu2+(aq) + 2e = Cu(s)
(阴极为精铜)
电解的应用: 电镀
电镀银 阳极Ag(s) (接原电池+极)
Ag → Ag+ + e (氧化反应) 阴极(镀件) (接原电池-极) Ag+ + e → Ag (还原反应)
例3. 原电池 锌锰干电池放电反应
负极（氧化反应）： Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e
正极（还原反应）： MnO2(s) + H+(aq) + e → MnO(OH)(s) 2 MnO(OH)(s) → Mn2O3(s) + H2O(l)
合并，得总的放电反应： Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + H2O(l)
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，只放热 (右图):
Zn CuSO 4 aq ZnSO4 aq Cu
（一）原电池 （续）
若选择适当的电极， 组装为“原电池”， 使转移的电子定向运 动→产生电流。
原电池： 是化学能→电能的装 置。
右 图 ： Daniell 电 池 (锌-铜原电池)
诺基亚试产百部燃料电池耳机
左起依次为耳机、燃料电池
锂电池
2005年12月,日本生产出锂电池驱动汽车, 最高时速超过300 km/h.
▪ 手机.
例5. 锌汞纽扣电池
电解池原电池电动势电势计算
电解池原电池电动势电势计算电解池是一种将化学能转化为电能的装置。
在电解池中，通过电解反应使电流产生，从而把化学能转化为电能，是化学电池中最常用的一种。
电解池的原电池电动势就是在标准状态下，由电解反应引起的电动势，是电解池中化学能转变为电能的能力。
下面是电解池原电池电动势的电势计算方法。
一. 原电池电动势的定义原电池电动势E0是指在标准活化状态下，以纯物质作氧化剂和还原剂，产生1mol电子时，电池中的电势差。
二. 标准电极电势的测定标准电极电势是指在标准条件下，电化学电池中氧化反应和还原反应中电子的转移系数都是1时所测定的电极电势，它是用标准电极强度计测定的。
三. 标准电动势计算公式标准电池电动势的计算公式是：E0cell = E0cathode - E0anode其中，E0cell是标准电池电动势，E0cathode是还原电极的标准电极电势，E0anode是氧化电极的标准电极电势。
对于化学方程式2H+ + 2e− → H2，它的标准电极电势为0V。
对于化学方程式Cu2+ + 2e− → Cu，它的标准电极电势为+0.34V。
因此，铜/铜离子电池的标准电池电动势为：E0cell = E0cathode - E0anode = 0V - (+0.34V) = -0.34V四. 温度影响对于每个化学电池来说，它的电动势都会随着温度的变化而变化。
五. 氧化还原电位氧化还原电位是一种描述氧化还原反应趋势的物理量。
在实际应用中，氧化还原电位的计算、测定与预测是很关键的。
六. 应用范围电解池原电池电动势的电势计算是电化学基础知识之一，它在工业、生物、医学、环保等领域都有着广泛的应用。
对于电解池中的原电池电动势，它的电势计算是非常重要的，只有通过电势计算才能确定电池的电势差，从而实现化学能和电能之间的转化。
原电池电动势的测定实验报告_实验报告_
原电池电动势的测定实验报告原电池电动势的测定实验报告1实验目的1.掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术2.学会几种电极和盐桥的制备方法3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势实验原理凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。
可逆电池应满足如下条件:(1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆;(2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界;(3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，即测量时通过电池的电流应为无限小。
因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位;用电位差计测量电动势可满足通过电池电流为无限小的条件。
电位差计测定电动势的原理称为对消法，可使测定时流过电池的电流接近无限小，从而可以准确地测定电池的电动势。
可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。
设正极电势为φ+，负极电势为φ-，则电池电动势E = φ+ - φ- 。
电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准，规定其电极电势为零。
将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。
由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。
常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。
这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出，具体的电极电位可参考相关文献资料。
以饱和甘汞电极与铜/硫酸铜电极或锌/硫酸锌电极组成电池，测定电池的电动势，根据甘汞电极的电极电势，可推得这两个电极的电极电势。
仪器和试剂SDC-II型数字式电子电位差计，铜电极，锌电极，饱和甘汞电极，0.1 mol?L-1 CuSO4 溶液，0.1 mol?L-1 ZnSO4 溶液，饱和 KCl 溶液。
实验步骤1. 记录室温，打开SDC-II型数字式电子电位差计预热 5 分钟。
第五章-氧化还原电化学
氧化还原反应凡有电子得失或共用电子对偏移发生的反应。
氧化失去电子或共用电子对偏离的变化，相应的物质称为“还 原剂”;
氧化数升高
还原得到电子或共用电子对接近的变化，相应的物质称为“氧 化剂”。
氧化数降低
（二）自氧化还原反应
例：
2 KClO3 (s) 2 KCl(s) + 3 O2(g)
(2)将反应分解为两个半反应方程式
MnO-4 + H+ → Mn2+ SO23- → SO42-
步骤
(2)将反应分解为两个半反应方程式
1.使半反应式两边相同元素的原子数相等
MnO-4 + 8H+ → Mn2+ + 4H2O
左边多 4个O原子，右边加 4个H2O， 左边加 8个H+
SO23- + H2O → SO42- + 2H+ 右边多 1个O原子，左边加 1个H2O， 右边加2个H+
第五章 氧化还原电化学
Oxidation-Reduction Reactions、 Electrochemistry
2e-
Cu2+ (aq) + Fe(s) Cu(s) + Fe2+ (aq)
第五章 氧化还原与电化学
氧化数与氧化还原方程式的配平 原电池的电动势与电极电位（势） 标准电极电位（势） 影响电极电位的因素
配平氧化数变化的原子 和不变的非H O原子
BiOCl——Bi+Cl－＋H2O BiOCl＋2H＋——Bi+Cl－＋H2O
BiOCl＋2H＋＋3e－ ＝ Bi+Cl－＋H2O
缺O加H2O补
缺H加H＋补
实验十六 电极电位和原电池电动势的测定
图1 电极电位（原电池电动势）测量原理图实验十六 电极电位和原电池电动势的测定一、目的要求1、巩固电极电位产生原因和影响因素；2、掌握测量电极电位的实验方法；3、掌握原电池、电解池电位的测量方法；4、掌握电极极化的原因；5、掌握电化学测试系统；6、理解原电池和电极电势的概念。
二、实验原理电极电位（原电池电动势）测量方法可以有以下三种 方法1：电极电位的直接测量原理如图1。
当被测电极与参比电极组成测量原电池时，参比电极作电池的正极(阴极)时，有若参比电极作电池的负极(阳极)时，有式中：φ为被测电极的氢标电位；φR 为参比电极的氢标电位。
方法2：补偿法测量电极电位原理图，教材56~57页。
方法3：对消法。
图2 补偿法测量电极电位测量原理图对消法测定电动势就是在所研究的电极（电池）的外电路上加一个方向相反的电压。
当两者相等时，电路的电流为零（通过检流计指示）。
此时，所研究的电池的电动势就可以从外电路的电压数值读出。
原电池是由两个“半电池”组成，每个半电池中有一个电极和相应的溶液。
由不同的半电池可以组成各式各样的原电池，电池中的正极起还原作用，负极起氧化作用，电池的电动势等于两个电极电位的差值：左右ϕϕϕϕ-=-=-+E++++=a nFRT ln 0ϕϕ---+=a nFRT ln 0ϕϕ例如Cu-Zn 电池 Zn|ZnSO 4（a 1）||CuSO 4(a 2)|Cu Zn 的电极电位22201ln2Zn Zn ZnZnZn RT Fa ϕϕ+++=-Cu 的电极电位22201ln2C u C u C uC uC u R T Fa ϕϕ+++=-Cu-Zn 电池的电动势为：++++--=2222Cun /ZnZnCu0ln2)(ααϕϕZ Cu/FRT E三、仪器与药品电化学测试系统 1套 饱和甘汞电极 1只 盐桥 1个 电解池 1套 Cu 电极片 1个 Fe 电极片 1个容量瓶 1个 量筒 1个 广口瓶 3个 饱和KCl 溶液CuSO4（0.1mol.L-1）溶液 CuSO4（0.01mol.L-1）溶液 NaCl （0.1mol.L-1）溶液 四、实验步骤图4 工作电极的结构示意图1、电极制备工作电极表面要平整，不能出现尖角或台阶，这些结构将会影响电极电位的分布。
电极电势与电池电动势
第3章 电极电势与电池电动势
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3.1.2 胶体双电层
❖ 当给胶体溶液通直流电时，可以看到胶粒 向某一电极移动，这种现象就叫电泳。说 明胶体粒子是带电的，其原因如下：
a. 因吸附其它离子而带电。胶核优先吸附与 其有相同化学元素的离子；
b. 因电离作用而使胶粒带电。有些胶粒与分 散介质接触时，会发生电离，使一种离子 进入液相，而本身带电。
散分布在吸附层外围。
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第3章 电极电势与电池电动势
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❖ 胶核和吸附层构成胶粒；
❖ 胶粒和扩散层形成的整体为胶团。
❖ 胶团是电中性的，而胶粒是带电的。
❖ 胶团分散于液体中便是
溶胶。
❖ 在外电场(如通直流电)
作用下，胶团会从吸附
层与扩散层之间分离，
形成带电荷的胶粒而发
生电泳现象。
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3.2.2 电池电动势的组成
❖ 电池电动势E 电池正、负极之间的电势差称为电池 电势，在开路下测得的电池电势称为电池电动势。
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3.1.4 液体接界电势及其消除
❖ 液体接界电势 又称扩散电势，表示在两种不同的 溶液(电解质不同，或电解质相同而浓度不同)的界 面上存在的电势差。
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第3章 电极电势与电池电动势
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❖ 液体接界电势是由溶液中离子扩散速度不同引起 的，它的电势一般较小，不超过40mV。
❖ 盐桥可降低液接电势，但不能完全消除，一般在
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❖ 盐桥消除液接电势的原理如下图所示
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