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  • [原创]请教电极原理

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  • gzjiang
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  • 发表于:2009-04-14 16:30:23

各位大大,小弟刚开始接触分析实验,看了书上的电极说明不太明白,麻烦知道能说下,谢谢

甘汞电极写作 

Hg,Hg2Cl2(固)|KCl

电极反反应为

HgCl2+2e-=2Hg+2Cl-

我原先看书上说金属与含有相同金属离子的溶液接触会产生电位差,那这个甘汞电极是Hg|Hg2Cl2为一个半反应,

Hg2Cl2|KCl为一个半反应吗??如果不是,那KCl溶液是做什么用的呢,还有测试时总的计算公式是什么的.请详细说下,谢谢.

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  • lilyshine
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  • 发表于:2009-04-15 14:48:00
甘汞电极是汞和甘汞与不同浓度的KCl溶液组成的电极,它的电极电势可以与标准氢电极组成电池而精确测定,所以又称这种电极为二级标准电极。它的电极电势随氯离子的浓度不同而不同,其值有表可查。氯化钾溶液浓度为0.1 mol·dm-3的甘汞电极的电动势温度系数小,但饱和氯化钾的甘汞电极容易制备,而且使用时可以起盐桥的作用,所以平时用得较多。 

Cl- | Hg2Cl2 (s) + Hg (l) 

Hg2Cl2 (s) + 2e - → 2Hg (l) + 2Cl- ( aCl-)

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  • lilyshine
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  • 发表于:2009-04-15 14:53:25
Hg2Cl2|KCl不是一个半反应
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  • lilyshine
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  • 发表于:2009-04-15 14:54:37
在分析化学的电位法中,原电池反应两个电极中一个电极的电位随被测离子浓度变化而变化称指示电极。而另一个电极不受离子浓度影响,具有恒定电位,称为参比电极。此电极通常用金属汞、甘汞和氯化钾组成,称为甘汞电极。

由于单个电极的电势无法测量,通常借用标准氢电极作为参考电极来测定电极的相对电动势值。但是标准氢电极虽然稳定,但操作麻烦,所以常用重现性好、又比较稳定的甘汞电极作为参考电极。

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  • ttang
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  • 发表于:2009-04-17 15:23:29
实验室中最常用的参比电极是甘汞电极。作为商品出售的有单液接与双液接的两种。 

甘汞电极的电极反应为:

Hg2Cl2 (s) + 2e- → 2Hg (l) + 2Cl-(a )

甘汞电极的电极电位φ 仅与温度T和aCl ̄有关。(aCl- 指氯离子的活度)

甘汞电极中常用的KCl溶液有0.1 mol/L、1.0 mol/L 和饱和等三种浓度,其中以饱和式最常用(使用时溶液内应保留少许KCl晶体,以保证饱和)。

各种浓度的甘汞电极的电极电位与温度的关系见表1。

表1不同KCl溶液浓度的φ甘汞与温度的关系

KCl溶液浓度/mol/L        电极电位E甘汞/V

饱和               0.2412–6.61×10-4(t/℃–25)

1.0                0.2801–2.75×10-4(t/℃–25)

0.1                    0.3337–8.75×10-5(t/℃–25)

各文献上给出的甘汞电极的电位数据常常不相符合,这是因为接界电势的变化对甘汞电极电位有影响,由于所用盐桥的介质不同也影响甘汞电极电位的数据。

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  • ttang
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  • 发表于:2009-04-17 15:24:36
使用甘汞电极时须注意:

① 因甘汞电极在高温时不稳定,故它一般适用于70℃以下的测量;

② 甘汞电极不宜用在强酸或强碱性介质中,因此时的液体接界电位较大,且甘汞电极可能被氧化;

③ 若被测溶液中不允许含有氯离子,则应避免直接插入甘汞电极,这时应使用双液接甘汞电极;

④ 保持甘汞电极的清洁,不得使灰尘或局外离子进入该电极内部;

⑤ 当电极内部溶液太少时应及时补充。

饱和甘汞电极在实验中的制备方法:取玻璃电极管,在其底部焊接一铂丝。取化学纯汞约1mL,加入洗净并干燥的电极管中,铂丝应全部浸没。在一个干净的研钵中放一定量的甘汞(Hg2Cl2)、数滴纯净汞与少量饱和KCl溶液,仔细研磨后得到白色的糊状物(在研磨过程中,如果发现汞粒消失,应再加一点汞;如果汞粒不消失,则再加一些甘汞以保证汞与甘汞相互饱和)。随后,在此糊状物中加入饱和KCl溶液,搅拌均匀成悬浊液。将此悬浊液小心地倾入电极容器中,待糊状物沉淀在汞面上后,注入饱和KCl溶液,并静止一昼夜以上,即可使用。

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  • gzjiang
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  • 发表于:2009-04-17 19:53:22
以下是引用 lilyshine 在 2009-4-15 14:48:00 的发言:

甘汞电极是汞和甘汞与不同浓度的KCl溶液组成的电极,它的电极电势可以与标准氢电极组成电池而精确测定,所以又称这种电极为二级标准电极。它的电极电势随氯离子的浓度不同而不同,其值有表可查。氯化钾溶液浓度为0.1 moldm-3的甘汞电极的电动势温度系数小,但饱和氯化钾的甘汞电极容易制备,而且使用时可以起盐桥的作用,所以平时用得较多。 

Cl- | Hg2Cl2 (s) + Hg (l) 

Hg2Cl2 (s) + 2e - → 2Hg (l) + 2Cl- ( aCl-)

感谢各位大大,顺便问下盐桥的作用是传递离子吗?如果用一个玻璃电极和一个甘贡电极组成一个测量电池,它的总的电位值的计算公式怎么写呢

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  • ning80
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  • 发表于:2009-04-20 9:56:32
原电池装置中盐桥作用:盐桥起到了使整个装置构成通路的作用,同时,盐桥可以减免和稳定液接电位,使液接电位减至最小以致接近消除.
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  • guigui
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  • 发表于:2009-04-23 16:31:12
电极基本原理

电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统,它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势(EMF)。此电动势(EMF)由二个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极,它的电位与特定的离子活度有关;另一个半电池为参比半电池,通常称作参比电极,它一般是与测量溶液相通,并且与测量仪表相连。 

电极基本原理.doc

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  • jiafei
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  • 发表于:2009-04-24 9:07:31
[B]以下是引用 gzjiang 在 2009-4-17 19:53:22 的发言:盐桥的作用是传递离子吗?如果用一个玻璃电极和一个甘贡电极组成一个测量电池,它的总的电位值的计算公式怎么写呢

根据能斯特方程计算

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  • xiaoli
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  • 发表于:2009-04-24 16:35:14
Nernst方程式

Nernst方程式较好的揭示了电极电势与溶液浓度之间的关系。如电极反应为

氧化态十ne-===还原态

1.jpg

此称为Nernst方程式。式中j为氧化态和还原态物质在某一浓度(或气体分压)时的电极电势,jq为该电极的标准电极电势,[氧化态]、[还原态]分别为氧化态的和还原态物质的相对浓度(或气体的相对分压),并应以化学方程式中各自的计量系数为方次。固态物质和电极反应中所需用的或生成的水(H2O) 都不列入此式中。R为气体常数(8.314 J·mol-1 ·K-1);F称为法拉第常数,为1mol电子的电量,即96485C·mol-1;T为热力学温度;n为电极反应中得失电子的摩尔数,因此,RT/nF的单位V(伏特)又按对数底的换算,ln=2.303lg。 

故在298K时,可简化为 

2.jpg

电极电势与溶液浓度之间的关系为:

1.溶液的浓度变化,影响电极电势的数值,从而影响物质的氧化、还原能力。当氧化态物质的浓度增大(或还原态物质的浓度减小)时,其电极电势的代数值变大,亦即氧化态物质的氧化性增加;还原态物质的浓度增大(或氧化态物质的浓度减小)时,其电极电势的代数值变小,亦即还原态物质的还原性增加。

2.当金属离子或氢离子的浓度减小时,将使其电极电势的代数值变小,金属或氢的还原性增强,易失电子变为正离子而进入溶液。

3.当非金属离子或酸根离子的浓度减小时,将使其电极电势的代数值变大,非金属或酸根的氧化性增强,易得电子变为负离子或低价正离子而进入溶液。 

4. 

3.jpg

可看作溶液浓度(或气体分压)变化对标准电极电势的校正项。由于浓度(或气体分压)是在对数项里,还要乘上一个较小的系数,因此,当溶液浓度变化不大时,对电极电势的影响是不大的。在一般情况下,可直接用标难电极电势的数值来讨论有关问题。