山东理工大客S 9.7电动势测定的应用SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY计算电池反应热力学函数变化值确定化学反应的方向福确定离子价态求电解质溶液的平均活度因子求难溶盐的活度积和水解离常数pH 的测定2025/4/4
1 1 2025/4/4 §9.7 电动势测定的应用 确定离子价态 求难溶盐的活度积和水解离常数 pH 的测定 计算电池反应热力学函数变化值 求电解质溶液的平均活度因子 确定化学反应的方向
山东理工大客S 9.7电动势测定的应用SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYaEEoE,实验可测的值OTA,Gm, A,G, A,Sm, A,Hm, Qr, K计算△,G=-zEF△,G. =-zEFmmaEEA.S.= zFQR = zFTmaTTaE△,Hm =-zEF+zFTaTzEFke=expaR Ts/42
2 2025/4/4 2 r m p E H zEF zFT T = − + , , p E E E T 计算 r m r m r m r m R , , , , , G G S H Q Ka = − = − r m r m G zEF G zE F r m p E S zF T = R p E Q zFT T = 实验可测的值 a exp zE F K RT = §9.7 电动势测定的应用
山东理工大客s 9.7电动势测定的应用SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY例：由Φe求算25℃时反应Zn(s)+Cu2+(a2) = Zn2+(al)+Cu(s) 的Ke解：设计电池Zn(s) [Zn2+(ai) IICu2+(a2) |Cu(s)查表(pe (Cu /Cu2t)=0.337V, pe(Zn/Zn2t)= -0.763VEe= pe (Cu /Cu+) - pe(Zn/Zn2+) =1.100VKe=exp(2FEe/RT) = 1.64 X 1037
3 例：由y求算25℃时反应 Zn(s)+Cu2+(a2 ) = Zn2+(a1 )+Cu(s) 的Ky 解：设计电池Zn(s) |Zn2+(a1 ) ||Cu2+(a2 ) | Cu(s) 查表y (Cu /Cu2+)=0.337V，y(Zn/Zn2+)= −0.763V Ey= y (Cu /Cu2+) − y(Zn/Zn2+) =1.100V Ky=exp(2FEy/RT) = 1.64×1037 §9.7 电动势测定的应用
山东理工大客8 9.7电动势测定的应用SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY例: 291K， 电池(Pt)H2(p)|H,SO4(aq)IO2(p)(Pt)的E-1.229V试求①反应2H,+0,=2H,0)的Ke②反应2H,+02=2H,0(g)的Ke已知291K时水的饱和蒸气压为2064Pa③291K时H,0(g)=H,+1/202的解离度α解： ① 电池 (Pt)H2(pe)H,SO4(aq)/O2(pe)(Pt)电池反应 2H,+02=2H,0()因为p(H2)=pe,p(O2)= pe， 所以E=Ee=1.229VKe=exp(4FEe/RT) = 1.44 X 1085
4 试求①反应2H2+O2= 2H2O(l)的Ky ②反应2H2+O2= 2H2O(g)的Ky 已知291K时水的饱和蒸气压为2064Pa ③291K时H2O(g)=H2+1/2O2的解离度 解： ① 电池 (Pt)H2 (py)|H2SO4 (aq)|O2 (py)(Pt) 电池反应 2H2+O2= 2H2O(l) 因为p(H2 )= py, p(O2 )= py，所以E=Ey=1.229V Ky=exp(4FEy/RT) = 1.44×1085 例：291K，电池(Pt)H2 (py)|H2SO4 (aq)|O2 (py)(Pt) 的E=1.229V §9.7 电动势测定的应用
山东理工大客S 9.7电动势测定的应用SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY②根据盖斯定律AG,e=- 4FEe2H,+02= 2H,0()△G2' = 2/Vdp ~ 02H,0(l,pe)= 2H,0(l,p)2H,0(l,p)= 2H,0(g,p)△G2"=0 (可逆相变)△G, =2/ Vdp= 2RTln(pe/p)2H,0(g,p)= 2H,0(g,pe)AG e= AG,e + △G22H2+02= 2H,0(g)= - 455.6kJKe= exp(—△Ge/RT) = 5.97 X 1081
5 2H2+O2= 2H2O(l) ΔG1 y= – 4FEy 2H2O(l,py)= 2H2O(l,p) ΔG2 ’ = 2∫Vdp 0 2H2O(l,p)= 2H2O(g,p) ΔG2 ’’= 0 (可逆相变) 2H2O(g,p)= 2H2O(g,py) ΔG2 =2∫Vdp= 2RTln(py/p) 2H2+O2= 2H2O(g) ΔG y = ΔG1 y + ΔG2 = – 455.6kJ Ky = exp(－ΔGy/RT) = 5.97×1081 ②根据盖斯定律 §9.7 电动势测定的应用