余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

博文

电池阴、阳极的判定

已有 40572 次阅读 2022-1-28 01:15 |系统分类:教学心得

       物理化学中的电化学专指研究电池的学科,电池一般可分为原电池与电解池两大类. 

       本文拟介绍判定电池阴、阳极的一般方法.   

  1. 原电池

       原电池是将化学能转化为电能的装置. 

       设某原电池反应:aA(aq)+bB(aq)→cC(aq)+dD(aq). 

       化学能专指原电池提供的有效功,恒温恒压下,有效功即为原电池反应的ΔG.

       电能由原电池产生,其数值为ZFE, Z为原电池反应中转移电子的物质的量;F为法拉第常数,表示单位物质的量元电荷所带电量,其值约为96500库仑/摩尔;

       原电池:ΔG=-ZFE     (1)

       原电池电极常称正、负极.

       规定电极电势大的为正极,电极电势小的为负极;原电池正极发生还原半反应,负极发生氧化半反应.

       原电池的电极也称阴、阳极. 

       由于原电池的正极(电极电势大)发生还原半反应,原电池正极也称阴极;原电池的负极(电极电势小)发生氧化半反应,原电池负极也称阳极.

       由上可知:原电池的阴、阳极是由原电池电极属性(电极电势大小或电极反应类型)决定(与外加电源无关).

   2. 电解池

       电解池是将外加电能转化为化学能的装置. 环境提供电能(直流电源),促使电解池反应发生.

       电解池两级常称阴、阳极. 

       规定与外加电源正极相连的一级为电解池的阳极,也称正极,发生氧化半反应;与外加电源负极相连的一级为电解池的阴极,也称负极,发生还原半反应.

 例1:以Cu2+/Cu与Zn2+/Zn作电极,通过盐桥,开关及必要导线与外加电源(直流电)相连,组成电解池. (1)直流电源正极与铜电极相连;

(2)直流电源正极与锌电极相连;

   试写出两种情况电解池的反应。

        解:

(1)阳极:Cu→Cu2+(aq) +2e-

        阴极:Zn2+(aq)+2e-→Zn

        电解池反应:Cu+Zn2+(aq)→Cu2+(aq)+Zn

        此时环境提供电能(有效功),实现了非自发反应的发生.

 (2)阳极:Zn→Zn2+(aq) +2e-

         阴极:Cu2+(aq)+2e-→Cu

         电解池反应:Zn+Cu2+(aq)→Zn2+(aq)+Cu

        由上可知:电解池的阴、阳极是由外加电源决定. 靠近外加电源正极的一级称阳极,阳极一定发生氧化半反应.

 3. 由电池反应书写电池图示(符号)

        电池图示,专指原电池图示,电解池没有图示. 

        规定图示右边为原电池阴极(正极),发生还原半反应.

  例2:试写出下列反应对应的电池符号,

        ①AgCl(s)→Ag+(αAg+)+Cl-Cl-)

        ②Ag+(αAg+,2)→Ag+(αAg+,1

       解:①阴极: AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl-(αCl-

                 阳极:Ag(s)→Ag+(αAg+)+e-

   电池符号:Ag(s)│Ag+(αAg+)┃┃Cl-(αCl-)│AgCl(s)│Ag(s)

   备注:由于AgCl的溶度积极小(﹤10-7),反应①为非自发反应,阴极(AgCl难溶盐电极)电极电势值小.

              ②阴极:Ag+(αAg+,2)+e-→Ag(s)

                 阳极:Ag(s)→Ag+(αAg+,1)+e-

   电池符号:Ag(s)│Ag+(αAg+,1)┃┃Ag+(αAg+,2) │Ag(s)

  备注:反应②本质为Ag+(aq)由高活度向低活度扩散.

 4.结论

      (1)原电池,电极电势大的一级称正极,也称阴极,发生还原半反应;

      (2)电解池,靠近外加电源正极的一级称阳极,也称正极,发生氧化半反应.


      



https://blog.sciencenet.cn/blog-3474471-1323004.html

上一篇:质量作用定律与催化机制新设想
下一篇:超电势与极化电极电势
收藏 IP: 27.19.10.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-7-23 11:29

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部