083 (2)电动势的符号 (E的正负问题) 实验中测定的E总是正值(电位差计,对消法), 无正负号问题。 但电池中的化学反应是有方向的,即一个化学反应的 -△G 是可正可负的。 一△G>0反应正向进行 △G<0反应逆向进行 可逆电池中发生的反应的一△G=FE,一个有符号, 一个无符号,必须给E规定一个符号,并能以此判断 反应的方向
08 例:Zn+CuS0,IP,ZnS0,+Cu 若以热化学方式进行,把Zn粒投入CuSO4溶液中,有 Cu析出,为不可逆反应,W’=0,正向自发进行。 -△,Gm=220KJ/mol.>0 (acus04=azs04=1,298K,1P) 组成一个电池(T,P) (-)Zn ZnSO(a=1)CuSO(a=1)Cu (+ 使I→0,该化学反应以电化学方式可逆进行,仍有 -△Gm=220KJ/mol.(状态函数),由于I→0,等T, P,可逆,-A,Gm=FE
085 n=2,F=96500库仑,E=1.14V(计算值)。 若用实验装置测定,也可得到E测=1.14V 此时实验值与计算结果一致。表示当反应自发进行 时,-△,Gm>0,则E>0 若反应为以上所述的逆反应: Cu+ZnS04I巴,CuS04+Zn 则此反应-△,Gm=-220KJ/mol.<0 表示此反应不会向正方向进行,把Cu放入ZnSO,溶 液中不会发生反应。 这个反应构成的原电池没有正电动势(E<0),不能向 外做功
086 -△Gm=nFE,求出E=-1.14V<0 现在,可以通过△Gm的值来确定E的符号, 用E判断电化学反应进行的方向。 E>0,电池反应能自发进行,可以放电做功: E<0,电池反应不能自发进行,电池不能放电做功: E=0,达到平衡态。 对于E<0的反应,只有通过电解,使外界对体系做功 才能实现。 写出一个电池后,若E>0,表示电池反应能自发 进行,能放电做功,例如: (-)Zn(S)ZnSO(a)CusO(a2)Cu(S)(+ 是一个真正的原电池
087 反之,若写出: ()Cu(S)CusO(a2)ZnSO(a)Zn(S)(+) 此电池的电池反应为: Cu+ZnSO → CuSO+Zn E<0(-1.14V),反应不能自发进行,不能实现这种反 应的放电过程。 上述现象表示在测量过程中把E,的电极接反了, 是测不出电动势的,只有把十,一极掉换一下,才 能成为原电池,才能测出电动势,且E>0 实际上的原电池E≮0,只有在纸面上讨论化学反应 如何安排在电池中进行时才有E<0的情况