MIENAR
545 字
3 分钟
电化学
一、原电池与电解池
1、原电池与电解池的异同
对于原电池，反应的；对于一些电解池内的反应，可以理解为通电强行让它发生反应，反应的。 原电池在物理中相当于是内电路，电解池在物理中相当于是外电路，两者在化学本质上相似，所以本文以原电池为例来解释电动势。
2、高中内容补充
电镀（银）的总反应方程式：
二、原电池
1、原电池的电动势
电化学的化学变化过程中有电功。根据电学知识，电功（非体积功）等于电量与电动势的乘积，即： 其中为法拉第常数，为。表示一摩尔电子的电量。 根据热力学原理，对于恒温恒压下有非体积功（电功）的化学变化过程，化学反应的自由能增量和之间的关系： 若电池反应是可逆的（电流无限小），那么上式取等号，如果不可逆，那么不取等号，为了方便，下面的内容只讨论可逆的情况。即： 因为，所以有： 其中为反应商，为一摩尔反应中转移了多少摩尔电子。经过变形得到：（能斯特方程） 根据化学热力学知识： 得到： 从而，可以得到：
2、电极电势
正极的电势减去负极的电势等于这个原电池的电动势，即： 为了计算电势，规定了，如果氢电极为正极，锌电极为负极，有：
<0$$ 由此就有： $$\Delta G = -2E^\ominus F >0$$ 表明该反应不会自发进行。 现在以氢电极为参照，如果锌电极不在标准态之下。那么会有： $$\begin{aligned}\varphi_{\mathrm{Zn^{2+}/Zn}}&=\varphi_{\mathrm{Zn^{2+}/Zn}}－\varphi_{\mathrm{H^{+}/H_2}}^\ominus＝E\\&=E^\ominus-\frac{RT}{2F}\ln\frac{1}{\frac{c_{\mathrm{Zn^{2+}}}}{c^\ominus}}\\&=E^\ominus+\frac{RT}{2F}\ln{\frac{c_{\mathrm{Zn^{2+}}}}{c^\ominus}}\\&=\varphi_{\mathrm{Zn^{2+}/Zn}}^\ominus+\frac{RT}{2F}\ln{\frac{c_{\mathrm{Zn^{2+}}}}{c^\ominus}}\end{aligned}$$ ### 3、$E$和$\varphi$的应用 生活中利用测定电池电动势的方法，设计相应的原电池，可以测定离子浓度，例如PH计测定氢离子浓度。部分信息可能已经过时