申論題

四、考慮活性（activities）的鉛酸電瓶（lead-acid battery）問題：用來啟動汽車 的一個 12 V 鉛酸電瓶是由 6 個 2 V 的電池組成。第一個可充電電瓶是在 1859 年由法國物理學家 Gaston Plante 在 25 歲發明的。它的電極是一個具 有大表面積的金屬鉛網（lead grids）。固體 PbO₂是被壓在陰極（cathode） 上。電池充滿 H₂SO₄水溶液，當電充滿時，它是~（重量莫耳濃度）（~ 4.4 M 體積莫耳濃度）。在放電過程（當電瓶正在產電 時），Pb 在陽極（anode）被氧化成 PbSO₄(s)。在陰極，PbO₂ 被還原成 PbSO₄(s)。當電池放電，兩個電極會被塗覆 PbSO₄(s)。兩個反應都會消耗 H₂SO₄ ，其濃度在放電過程會減至~。 

Cathode（陰極）：

Anode（陽極）：

(五)在 35 wt% H₂SO₄ 中 H₂O 的活性，以水的蒸汽壓下降法測量，在 25℃下為 A_H₂O = m_H₂O γ_H₂O = 0.66。與 H⁺的活性不能分開測量，但其平均活性可被測量。對於一個 鹽類，含 陽離子與 陰離子，其平均活性係數可定義為，其中γ+與γ-為各別的活性係數。平均活性係數是一個熱力學上有定義、可測量的量。對於 5.5 m H₂SO₄ ，在 25℃下（由含有H₂SO₄的加凡尼（galvanic）電池所測得）。

在能士特方程式中，使用 A_H₂O = 0.66 及γ± = 0.22，同時使用m_H+ = 11.0 mol/kg 與 ，求算在鉛酸電瓶的電壓。