第4章 电化学与金属腐

这是一篇关于第4章 电化学与金属腐的思维导图，主要内容包括：4.3 电动势与电极电势的应用，4.2 电极电势，4.1 原电池。

第4章 电化学与金属腐

• 4.1 原电池
  • 4.1.1原电池中的化学反应
    • 原电池的组成
      • 原电池：是一种利用氧化还原反应对环境输出电功的装 置
      • 盐桥的作用：补充电 荷、维持电荷平衡
    • 电极和电极反应
      • 在原电池中，电子流出的一极称为负极，而把电子流入的一 极称为正极
      • 原电池是由两个半电池组成的；半电池中的反应就是半 反应，即电极反应. 因此将半电池叫电极
      • 几种常见类型的电极及电极符号
        • 金属电极（金属-金属离子电极）符号M | Mn+(aq，c）
        • 非金属电极（气体—离子电极）
        • 氧化还原电极（离子-离子电极）
        • 难溶盐电极（金属-金属难溶 盐—负离子电极）
    • 原电池的图式
      • 负极写在左边，正极写在右边，以双虚垂线( )表示盐桥，以单垂线(|)表示两个相之间的界面. 用“,”来分隔两种不同种类或不同价态溶液
      • 以化学式表示原电池中各种物质的组成，并分别注明气 体、溶液的压力、浓度大小
      • 化学式及符号的排列顺序要真实反映电池中各物质的接 触顺序
      • Cu-Zn原电池可表示为 (-)Zn｜ZnSO4(c1)|| CuSO4(c2)｜Cu(+)
  • 4.1.2 原电池中的热力学
    • 电池反应的ΔrGm 与电动势E 的关系
      • ΔrGm⊝= -nFE⊝
    • 电池反应的K⊝ 与标准电动势E⊝的关系
      • 测量原电池的标准电动势Eө，就可以知道该电池 反应的平衡常数Kө
• 4.2 电极电势
  • 4.2.1标准电极电势
    • 标准氢电极
      • 标准氢电极的电极电势为零.
      • 标准氢电极:将镀有一层疏松铂黑的铂片插入a(H+) = 1 mol/dm3 的酸溶液中. 在298.15K时不断通入p(H2) =100kPa的纯氢气流，铂黑很易吸附氢气达到饱和，同 时对电化学反应有催化作用，使氢气很快与溶液中的H＋达 成平衡. 其可逆程度很高,这样组成的电极称为标准氢电极.
    • 标准电极电势的定义
      • 在标准条件下，将标准氢电极作为标准电极，人为地规定 其电极电势为零，以标准氢电极、待测电极组成原电池， 其电动势的数值就是待测电极的标准电极电势.用 φө 表示.
    • 标准电极电势表的使用
      • 无论电对物质在实际反应中的转化方向如何，其φ 代数 值不变.
      • φ 代数值与电极反应中化学计量数的选配无关
      • 表中φ ө 代数值按从小到大顺序编排
      • 查阅标准电极电势数据时，要注意电对的具体存在 形式、状态和介质条件等都必须完全符合.
  • 4.2.2 电极电势的能斯特方程
    • 能斯特方程式
    • 影响电极电势的因素
      • （氧化态）浓度增加或（还原态）浓度减少，  增加， 氧化态物质氧化能力增加； （氧化态）浓度减少或（还原态）浓度增加， 减少， 还原态物质还原能力增加
      • 如有H+或OH+ 参与电极反应，则介质酸碱性对电极电 势值有影响.
• 4.3 电动势与电极电势的应用
  • 4.3.1氧化剂和还原剂相对强度的比较
    • 利用电极电势（ f ）和标准电极电势（ f ө ） 进行比较
  • 4.3.2 反应方向的判断
    • 氧化还原反应方向的判断
      • ① E ＞0或f +- f - ＞0或 f 氧化剂 - f还原剂 ＞0 ， 则电池反应正向自发进行；
      • E = 0或f +- f - = 0或 f 氧化剂 - f还原剂 = 0 n 则电池反应达到平衡状态；
      • E ＜ 0或f +- f - ＜ 0或 f 氧化剂 - f还原剂 ＜ 0 n 则电池反应逆向自发进行.
  • 4.3.3 反应进行程度的衡量
    • 氧化还原反应进行程度的衡量
      • Eө增大，则Kө 增大，电池反应进行得越彻底