第六节电极电势和电池电动势一、电池电动势的产生机理（一）电极-溶液界面电势差将金属片插入水中，晶格中的金属离子将与水分子发生水合作用，而溶入水相，使金属表面带负电，而液相带正电，在固液界面上形成双电层结构。金属------------++++++++++++紧密层：厚度约为10-10m，因静电吸引而形成；双电层结构示意图紧密层扩散层：厚度约10-10m～10-6m，因离子的热运动而形成。扩散层一、电池电动势的产生机理如果将金属浸入含有该金属离子的水溶液中，在固液界面处也将形成双电层，只是当溶液中的金属离子更容易获得电子时，金属表面带正电，而液相带负电。金属-溶液界面上双电层的存在，阻止了金属离子进一步向溶液中的溶入或向电极表面的沉积，最后达成平衡，形成电势差，称为电极-溶液界面电势差。一、电池电动势的产生机理（二）接触电势金属晶格中的电子可以从金属表面逸出。由于不同金属的电子逸出功不同，两种金属的接触界面上，电子分布将不相等，由此产生的电势差称为接触电势。接触电势的数值一般比较小，可以忽略不计。金属1金属2+-一、电池电动势的产生机理（三）液体接界电势两种不同的电解质溶液或是电解质相同但浓度不同的溶液相互接触时，由于离子的迁移速率不同，在接触界面上也会形成双电层，产生微小的电势差，称为液体接界电势。0.1molL-1HCl0.01molL-1HClH+Cl-例：浓度不同的HCl溶液接触1.扩散方向：高浓度低浓度2.扩散速度：H+>Cl3.双电层：左边带负电，右边带正电双电层的存在，使离子扩散通过界面的速率发生改变，最后达到稳态，在界面处形成稳定的电势差+-液接电势将引起电池的不可逆性，通常采用盐桥减小之。一、电池电动势的产生机理盐桥为一内装有高浓度电解质溶液的U型管。要求电解质的迁移速率相近，一般是用饱和KCl溶液。但如果组成电池的电解质溶液中含有Ag+时，可改用NH4NO3或KNO3溶液。K+Cl-Cl-K+Cl-Cl-K+Cl-K+Cl-K+K+Cl-K+Cl-K+K+K+Cl-Cl-Cl-K+因盐桥中电解质浓度较大，故在液体接界处发生迁移的主要为迁移数相近的K+与Cl-，在液体接界处产生几乎可相互抵消、符号相反的接界电势。Cl-K+K+K+Cl-Cl-K+K+Cl-Cl-++++（四）电池电动势一、电池电动势的产生机理原电池的电动势应为电池内各相界面上的电势差的代数和如丹聂尔电池Cu(导线)｜Zn(s)｜ZnSO4(a)‖CuSO4(a)｜Cu(s)E=接触(Cu-Zn)+-(Zn-ZnSO4溶液)+液接(ZnSO4溶液-CuSO4溶液)++(Cu-CuSO4溶液)ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCue-e-素烧瓷丹聂尔电...
