电化学原理-第二章-电化学热力学 ppt课件.ppt

文档介绍：第二章 电化学热力学
相间电位和电极电位
平衡电极电位
不可逆电极
电位-pH图
、相间电位和电极电位
一、相间电位
二、金属接触电位
三、电极电位
四、绝对电位和相对电位
五、液体接界电位
精品资料
你怎么称可以直接测量的参数。
（2）内电位差，又称伽尔伐尼（Galvani）电位差。定义为 。直接接触或通过温度相同的良好电子导电性材料连接的两相间的内电位差可以表示为 。只有在这种情况下。
由不同物质相组成的两相间的内电位差是不能直接测得的。
（3）电化学位差，定义为 。
同样也不能直接测量
下面，我们分别介绍几种在金属腐蚀和防护领域中常见的相间电位。
、相间电位和电极电位
一、相间电位
二、金属接触电位
三、电极电位
四、绝对电位和相对电位
五、液体接界电位
二、金属接触电位
定义：相互接触的两个金属相之间的外电位差称为金属接界电位。
由于不同金属对电子的亲和能不同，因此在不同的金属相中电子的化学位不相等，电子逸出金属相的难易程度也就不相同。
通常，以电子离开金属逸入真空中所需要的最低能量来衡量电子逸出金属的难易程度，这一能量叫电子逸出功。
产生原因：当两种金属相互接触时，由于电子逸出功不等，相互逸入的电子数目将不相等，因此，在界面层形成了双电层结构：
在电子逸出功高的金属相一侧电子过剩，带负电；
在电子逸出功低的金属相一侧电子缺乏，带正电。
这一相间双电层的电位差就是金属接触电位。
、相间电位和电极电位
一、相间电位
二、金属接触电位
三、电极电位
四、绝对电位和相对电位
五、液体接界电位
什么是电极？
具备条件：如果在相互接触的两个导体相中，一个是电子导电相，另一个是离子导电相，并且在相界面上有电荷转移，这个体系就称为电极体系，有时也简称电极。
但是，在电化学中，“电极”一词的含义并不统一****惯上也常将电极材料，即电子导体(如金属)称为电极。
这种情况下．“电极”二字并不代表电极体系，而只表示电极体系中的电极材料。所以，应予以区分。
什么是电极电位？
电极体系中，两类导体界面所形成的相间电位，即电极材料和离子导体(溶液)的内电位差称为电极电位。
电极电位是怎样形成的呢？
它主要决定于界面层中离子双电层的形成。
我们以锌电极(如锌插入硫酸锌溶液中所组成的电极体系)为例，具体说明双电层的形成过程。
金属是由金属离子和自由电子按一定的晶格形式排列组成的晶体。 金属表面的特点：
锌离子脱离晶格，必须克服晶格间的结合力--金属键力。
在金属表面的锌离子，由于键力不饱和，有吸引其他正离子以保持与内部锌离子相同的平衡状态的趋势；同时，又比内部离子更易于脱离晶格。
水溶液(如硫酸锌溶液)的特点：溶液中存在着极性很强的水分子、被水化了的锌离子和硫酸根离子等，这些离子在溶液中不停地进行着热运动。
当金属浸入溶液时，便打破了各自原有的平衡状态：
极性水分子和金属表面的锌离子相互吸引而定向排列在金属表面上；
同时锌离子在水分子的吸引和不停的热运动冲击下，脱离晶格的趋势增大了．
这就是所谓水分子对金属离子的“水化作用”。
这样，在金属／溶液界面上，对锌离于来说，存在着两种矛盾着的作用：
金属晶格中自由电子对锌离子的静电引力。它既起着阻止表面的锌离子脱离晶格而溶解到溶液中去的作用，又促使界面附近溶液中的水化锌离子脱水化而沉积到金属表面来。
极性水分子对锌离于的水化作用。它既促使金属表而的锌离子进入溶液，又起着阻止界面附近溶液中的水化锌离子脱水化面沉积的作用。
在金属／溶液界面上首先发生锌离子的溶解还是沉积，要看上述矛盾作用中，哪一种作用占主导地位。
实验表明．对锌浸入硫酸锌溶液来说，水化作用将是主要的。因此，界面上首先发生锌离子的溶解和水化，其反应为：
本来金属锌和硫酸锌溶液都是电中性
但锌离子发生溶解后，在金属上留下的电子使金属带负电；
溶液中则因锌离子增多而有了剩余正电荷。
这样，由于金属表面剩余负电荷的吸引和溶液中剩余正电荷的排斥，锌离子的继续溶解变得困难了，而水化锌离子的沉积却变得容易了。于是，有利于下列反应的发生：
这样，随着过程的进行，锌离子溶解速度逐渐变小，锌离子沉积速度逐渐增大。最终，当溶解速度和沉积速度相等时，在界面上就建立起一个动态平衡。即
此时，溶解和沉积两个过程仍在进行，只不过速度相等而已。也就是说，在任一瞬间，有多少锌离子溶解在溶液中，就同时有多少锌离子沉积在金属表面上。因而，界面两侧（金属与溶液两相中）积累的剩余电荷数量不再变化，界面上的反应处于相对稳定的动态平衡之中。
显然，与上述动态平衡相