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电池的电动势与氯化钾溶液的浓度是否有关为

时间:2019-07-29 17:54来源:教育
两种不同的电解液相接触时在界面两侧产生的电势差。在液体接界区域,离子会向浓度较低的对面一侧扩散。溶液中各种正负离子的扩散系数不同,扩散速率也不同,使界面两侧产生电

  两种不同的电解液相接触时在界面两侧产生的电势差。在液体接界区域,离子会向浓度较低的对面一侧扩散。溶液中各种正负离子的扩散系数不同,扩散速率也不同,使界面两侧产生电势差(电位降)。例如,两种不同浓度的盐酸相接触,浓溶液内的H+和Cl-会自发地向稀溶液扩散。由于H+的扩散速率较大,使界面稀溶液一侧积聚过量的H+,带正电荷;在浓溶液一侧则相应地Cl-过量,带负电荷,从而建立界面电势差。该电势差又抑制H+的扩散,加速Cl-的扩散。最终使两者速率相等,达到电势和浓差的相对稳定扩散状态。这种电势差称为液体接界电势或简称液接电势。若两侧溶剂相同,也可称为扩散电势。

  液体接界电势值取决于界面两侧电解液中正、负离子的性质和浓度,并与温度有关。在稀溶液的情况下,液接电势EJ(伏特)可按亨德森公式近似地计算: 式中C+i和C-i分别为第i种正、负离子的浓度,严格地讲,应为它们的活度;vλ+i和vλ-i分别为第i种正、负离子的当量电导;Z+i、Z-i分别为第i种正、负离子的价数。脚标1和2分别表示相互接触的溶液 1和溶液2。R为气体常数;T为热力学温度;F则为法拉第常数。E值的正负即为液体接界处溶液1表面所带电荷的正、负号。

  表内列出某些液接电势值。由于K+和Cl-的扩散系数相接近,由两种浓度氯化钾溶液、或由饱和氯化钾溶液为一方所产生的液接电势均比较小。液体接界电势的存在影响了电极电势的正确测量。采用盐桥乃是减小液接电势的有效方法。盐桥是充满电解液的管子,由它连通测量系统中的两种不同的电解液。盐桥中的溶液必须是正、负离子扩散系数相近的浓溶液。最常用的是饱和氯化钾溶液。有时还利用琼脂使盐桥溶液成冻胶状以防止对流。盐桥两端的液接电势都很小,从而减少了液接电势对测量电极电势的影响。使用盐桥后电势测量的精度约为±(1~2)毫伏,故精确电动势测量应采用无液体接界的电池。

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