9.1 可逆电池和可逆电极

可逆电极的类型

常见电池的类型:单液电池、双液电池

组成可逆电池的必要条件:化学反应可逆、能量变化可逆

第一类电极:金属与其阳离子组成的电极、氢电极、氧电极、卤素电极、汞齐电极

$$ \begin{array}{cc}\mathrm{M}^{z+}\left(a_{+}\right) \mid \mathrm{M}(\mathrm{s}) & \mathrm{M}^{z+}\left(a_{+}\right)+z \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{M}(\mathrm{s}) \\\mathrm{H}^{+}\left(a_{+}\right)\left|\mathrm{H}{2}(p)\right| \mathrm{Pt} & 2 \mathrm{H}^{+}\left(a{+}\right)+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{H}{2}(p) \\\mathrm{OH}^{-}\left(a{-}\right)\left|\mathrm{H}{2}(p)\right| \mathrm{Pt} & 2 \mathrm{H}{2} \mathrm{O}+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{H}{2}(p)+2 \mathrm{OH}^{-}\left(a{-}\right) \\\mathrm{H}^{+}\left(a_{+}\right)\left|\mathrm{O}{2}(p)\right| \mathrm{Pt} & \mathrm{O}{2}(p)+4 \mathrm{H}^{+}\left(a_{+}\right)+4 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{H}{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \\\mathrm{OH}^{-}\left(a{-}\right)\left|\mathrm{O}{2}(p)\right| \mathrm{Pt} & \mathrm{O}{2}(p)+2 \mathrm{H}{2} \mathrm{O}+4 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 4 \mathrm{OH}^{-}\left(a{-}\right) \\\mathrm{Cl}^{-}\left(a_{-}\right)\left|\mathrm{Cl}{2}(p)\right| \mathrm{Pt} & \mathrm{Cl}{2}(p)+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{Cl}^{-}\left(a_{-}\right) \\\mathrm{Na}^{+}\left(a_{+}\right) \mid \mathrm{Na}(\mathrm{Hg})(a) & \mathrm{Na}^{+}\left(a_{+}\right)+n \mathrm{Hg}(\mathrm{l})+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Na}(\mathrm{Hg})(a)\end{array} $$

第二类电极:金属-难溶盐及其阴离子组成的电极、金属-氧化物电极

$$ \begin{array}{lc}\mathrm{Cl}^{-}\left(a_{-}\right)|\mathrm{AgCl}(\mathrm{s})| \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) & \mathrm{AgCl}(\mathrm{s})+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Ag}(\mathrm{s})+\mathrm{Cl}^{-}\left(a_{-}\right) \\\mathrm{Cl}^{-}\left(a_{-}\right)\left|\mathrm{Hg}{2} \mathrm{Cl}{2}(\mathrm{~s})\right| \mathrm{Hg}(\mathrm{l}) & \mathrm{Hg}{2} \mathrm{Cl}{2}(\mathrm{~s})+2 \mathrm{e}^{-} \\& \longrightarrow 2 \mathrm{Hg}(\mathrm{l})+2 \mathrm{Cl}^{-}\left(a_{-}\right) \\\mathrm{H}^{+}\left(a_{+}\right)\left|\mathrm{Ag}{2} \mathrm{O}(\mathrm{s})\right| \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) & \mathrm{Ag}{2} \mathrm{O}(\mathrm{s})+2 \mathrm{H}^{+}\left(a_{+}\right)+2 \mathrm{e}^{-} \\& \longrightarrow 2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})+\mathrm{H}{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \\\mathrm{OH}^{-}\left(a{-}\right)\left|\mathrm{Ag}{2} \mathrm{O}(\mathrm{s})\right| \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) & \mathrm{Ag}{2} \mathrm{O}(\mathrm{s})+2 \mathrm{H}{2} \mathrm{O}+2 \mathrm{e}^{-} \\& \longrightarrow 2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})+2 \mathrm{OH}^{-}\left(a{-}\right)\end{array} $$

第三类电极:氧化还原电极

$$ \mathrm{Fe}^{3+}\left(a_{1}\right), \mathrm{Fe}^{2+}\left(a_{2}\right) \mid \mathrm{Pt} \quad \mathrm{Fe}^{3+}\left(a_{1}\right)+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Fe}^{2+}\left(a_{2}\right) \\ \mathrm{Sn}^{4+}\left(a_{1}\right), \mathrm{Sn}^{2+}\left(a_{2}\right) \mid \mathrm{Pt} \quad \mathrm{Sn}^{4+}\left(a_{1}\right)+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Sn}^{2+}\left(a_{2}\right) \\ \mathrm{Cu}^{2+}\left(a_{1}\right), \mathrm{Cu}^{+}\left(a_{2}\right) \mid \mathrm{Pt} \quad \mathrm{Cu}^{2+}\left(a_{1}\right)+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}^{+}\left(a_{2}\right) $$

9.2 电动势的测定

对消法测电动势

9.3 可逆电池的书写方法及电动势的取号

可逆电池的书写方法

  1. 左边为负极,起氧化作用,是阳极;右边为正极,起还原作用,是阴极。
  2. “|” 表示相界面,有界面电势存在。 “┆” 表示半透膜。
  3. “ ||”或“┊┊”表示盐桥,使液接电势降到忽略不计
  4. 要注明温度,不注明就是298.15 K;要注明物态;气体要注明压力和依附的惰性金属;溶液要注明浓度或活度。