双电层的形成和电极电位.doc

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1、第四节双电层的形成和电极电位电极电位是由于电极材料与电解液接触后,在接触的界面上形成的。实质上是电极上的金属材料与电解液接触时,在两者之间发生电荷的定向移动,从而使金属电极和电解液接触界面两侧上分别带有等量异性电荷。如图3-3所示。图3-3铅蓄电池的工作原理示意图（1）双电层：电极表面等量异性电荷层。（2）电极电位：两极板上带电的状态,形成各极板与电解液（设电解液电位为参考电位“0”伏）有一定的电位差。（也就形成各电极表面电位的电位差。）铅蓄电池中电极表面等量异性电荷层的产生:电解液,（H2SO4）→（H）+（SO）正、负离子所带电量相等,整体电解液电性为中性,电离与化合处于动态平衡。上

2、述的动态平衡发生在金属负电极与电解液接触的界面上。负极板上的金属铅（Pb）与电解液接触时,电极上金属的电子较易成为自由电子,而金属正离子将会被电解液中的负离子吸引到电解液中,使电极与电解液接触界面在电解液一侧带上正电,而电极上带上负电。负极板上双电层物质　　（Pb）：（2e）。　　　　　　　　　　　　＋　　：　－　　　　　　　　　　　　本质上讲双电层是电极与电解液之间形成一定电位差的物质基础。负电极处双电层的正负电荷极电量会在一定条件下处于动态平衡。正极板上的二氢化铅（PbO2）与电解液接触时：①PbO2+2H2SO4®Pb(SO4)2+2H2O（注意:该化学反应没有氧化还原过程发生,只

3、是分子间重新组合成的物质,没有电子得失情况）　　　　　②Pb(SO4)2®（Pb）和（SO）（正四价离子的铅（Pb）,具有较大得电子的能力,或者称该种离子的电位能较低,不容易使该离子再失去电子。）于是（Pb）会沉积于正极板上,并吸引着电解液中硫酸根离子靠近正电极形成了正极板上的双电层,使正极板上具有一定的电极电位。正极板上双电层物质　（Pb）：（SO）　　　　　　　　　　　＋　　：　－顺便值得一提的是，当充足电后的铅蓄电池继续充电时，会导致电解液中水被电解，负极板上附有氢气（H2），而正极板上附有氧气（O2）。气体与电解液接触也会有气体的电极电位。附加气体电极电位：气体与电解液形成双电层

4、的电极电位。（附加气体电极电位将使蓄电池的电动势增加。当然,电极上气体逸出后,附加气体电极电位消失。）2、单体电池电动势的大小原电池的各个单体电池基本相同,电极与电解液接触后产生的电极电位大小性质规定为：（以电解液呈中性为零电位参考点）正极板上的电极电位为正,记为（j）负极板上的电极电位为负,记为（j）开路状态下,正、负电极这间的电位差为单体电池的电动势:　　　　　　　E=j+j一般铅蓄电池负极板上的电极电位大小为j=-0.13伏,而正极板上的电极电位大小为j=2.0伏,所以,单体电池电动势的大小约为:　　　　　E=2-(-0.13)=2.13(伏)。