物理化学_ 第七章 电化学基础ppt课件.ppt

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1、7.1电解质溶液活度和活度系数7.2电池和电池电动势的构成7.3可逆电池热力学7.4可逆电极和电极电势7.5电池电动势的计算及应用7.6电解与极化作用第七章电化学电化学研究对象电能化学能电解电池电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。电化学的用途⒈电解精炼和冶炼有色金属和稀有金属；电解法制备化工原料；电镀法保护和美化金属；还有氧化着色等。⒉电池汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化和医学等方面都要用不同类型的化学电源。⒊电分析⒋生物电化学§7.1电解质溶液活度和活度系数平均活度和平均活

2、度系数离子强度电解质溶液的导电原理导体的分类§7.1.1导体的分类又称电子导体，如金属、石墨等。1.第一类导体A.自由电子作定向移动而导电B.导电过程中导体本身不发生变化C.温度升高，电阻也升高D.导电总量全部由电子承担A.正、负离子作反向移动而导电B.导电过程中有化学反应发生C.温度升高，电阻下降D.导电总量分别由正、负离子分担⒉第二类导体又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等。*固体电解质，如等，也属于离子导体，但它导电的机理比较复杂，导电能力不高，本章以讨论电解质水溶液为主。离子迁移方向：阴离子迁向正

3、极-氧化反应阳离子迁向负极—还原反应§7.1.2电解质溶液的导电原理Cl-H+HCl阴阳法拉第定律的文字表述Faraday’sLaw⒈在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比。⒉通电于若干个电解池串联的线路中，当所取的基本粒子的荷电数相同时，在各个电极上发生反应的物质，其物质的量相同，析出物质的质量与其摩尔质量成正比。取电子的得失数为z，当电极反应的进度为ξ，通过电极的元电荷的物质的量zξ，通过的电荷数为zLξ。（L为阿佛伽德罗常数）因每个元电荷的电量为e，定义了法拉第常数法拉第定律的数学表达式法

4、拉第常数在数值上等于1mol元电荷的电量。已知元电荷电量为F=L·e=6.022×1023mol-1×1.6022×10-19C=96484.6C·mol-1≈96500C·mol-1故得到：通过电极的电量正比于电极的反应进度与电极反应电荷数的乘积Q=ZFξ法拉第定律的数学表达式当溶液很稀，可看作是理想溶液，，则：§7.1.3电解质离子的平均活度和平均活度系数非电解质化学势表示式电解质化学势的表达式强电解质溶解后全部变成离子。为简单起见，先考虑1-1价电解质，如HCl，§7.1.3电解质离子的平均活度和平均活

5、度系数对任意价型电解质§7.1.3电解质离子的平均活度和平均活度系数定义：离子平均活度（meanactivityofions）离子平均活度系数（meanactivitycoefficientofions）离子平均质量摩尔浓度（meanmolalityofions）§7.1.3电解质离子的平均活度和平均活度系数从电解质的求对1-1价电解质§7.1.3电解质离子的平均活度和平均活度系数离子强度式中是离子的真实浓度，若是弱电解质，应乘上电离度。的单位与的单位相同。从大量实验事实看出，影响离子平均活度系数的主要因素是

6、离子的浓度和价数，而且价数的影响更显著。1921年，Lewis提出了离子强度（ionicstrength）的概念。当浓度用质量摩尔浓度表示时，离子强度等于：Lewis§7.1.3电解质离子的平均活度和平均活度系数德拜-休克尔极限定律德拜-休克尔根据离子氛的概念，并引入若干假定，推导出离子平均活度因子与离子强度的关系，称为德拜-休克尔极限定律。式中是i离子的电荷，是离子强度，是与温度、溶剂有关的常数，水溶液的值有表可查。§7.1.3电解质离子的平均活度和平均活度系数7.2.1电池的正极、负极电势低的极称为负极，

7、电子从负极流向正极。在原电池中负极是阳极；在电解池中负极是阴极。负极：电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。在原电池中正极是阴极；在电解池中正极是阳极。正极：§7.2电池和电池电动势的构成7.2.2电池的阴极、阳极发生还原作用的极称为阴极，在原电池中，阴极是正极；在电解池中，阴极是负极。阴极：(Cathode)发生氧化作用的极称为阳极，在原电池中，阳极是负极；在电解池中，阳极是正极。阳极：(Anode)原电池(galvaniccell)Cu2++2e-→Cu(S)发生还原作用，是阴极。电流由Cu极流向Zn极

8、，Cu极电势高，是正极。Cu电极：Zn(S)→Zn2++2e-发生氧化作用，是阳极。电子由Zn极流向Cu极，Zn极电势低，是负极。Zn电极：电解池(electrolyticcell)与外电源正极相接，是正极。发生氧化反应，是阳极。Cu(S)→Cu2++2e-电极②：与外电源负极相接，是负极。发生还原反应，是阴极。Cu2++2e-→Cu(S)电极①：①②1.左边为负极，起氧化作用；右边为正极，起还原作