物理化学第七章电化学.doc

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1、word格式第七章电化学7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源）电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行）共同特点：（1)溶液内部:离子定向移动导电(2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应）不同点：（1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极；（2）在电解池中，电子从外电源的负极流

2、向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）；第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质）法拉第定律:描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系F--法拉第常数;F=Le=96485.309C/mol=96500C/molQ--通过电极的电量；z--电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；ξ--电极反应的反应进度；....word格式结论：通过电极的电量，正比

3、于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计。7.2离子的迁移数1.离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占的百分数，用tB表示离子的迁移数主要取决于溶液中离子的运动速度，与离子的价数无关，但离子的运动速度会受到温度、浓度等因素影响。影响离子电迁移速度的因素：①离子的本性②溶剂性质③温度④溶液浓度⑤电场强度等2.离子淌度:为了便于比较，将离子在电场强度E=1V·m-1

4、时的运动速度称为离子的电迁移率（历史上称为离子淌度），用u表示。某一离子B在电场强度E下的运动速度vB与电迁移率的关系为;电迁移率单位是：m2·V-1·s-1，在无限稀溶液中，H+与OH-的电迁移率比较大。由离子迁移数的定义，有：电场强度虽然影响离子运动速度，但不影响电迁移数，因为电场强度变化时，阴、阳离子运动速度按相同比例改变。3.离子迁移数的测定方法:....word格式希托夫)法原理：分别测定离子迁出相应极区的物质的量以及发生电极反应的物质的量。7.3电导、电导率和摩尔电导率1.定义：（1）电导:G——电导，单位为西门子(S或W-1)（2）电导率:k——电导率或称比电导(S·m

5、-1)（3）摩尔电导率:单位浓度的电导率，称为摩尔电导率。用Lm表示，量纲为S·m2·mol-1。c——电解质溶液的物质的量浓度，单位为mol·m-3。Lm的数值随所取基本单元的不同而不同，比如2.电导的测定：惠斯通电桥，适当频率的交流电源待测溶液电导率为:为电导池系数,单位m-1。为电导池的固有性质。3.摩尔电导率与浓度的关系：....word格式无论是强电解质还是弱电解质，当浓度降低时，溶液的摩尔电导率必定升高(1）强电解质;科尔劳斯经验式：将直线外推至，得到无限稀释摩尔电导率。4.离子独立移动定律：在无限稀释溶液中，每种离子都是独立移动的，不受其它离子的影响，电解质的无限稀释摩

6、尔电导率可认为是两种离子无限稀释摩尔电导率之和.①无限稀释溶液中：②无限稀释时离子的摩尔电导率：5.电导测定的应用(1)计算弱电解质的解离度及解离常数(2)计算难溶盐的溶解度....word格式7.4电解质的平均离子活度因子平均离子活度：平均离子活度因子：平均离子质量摩尔浓度三者关系：所以：当b→0时。γ±→1。7.5可逆电池及其电动势的测定1.可逆电池：电池充、放电时，进行的任何反应与过程均为可逆的电池。具体要求：（a）化学可逆性；（即充放电时进行的反应方向相反）(b)热力学可逆性：电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行（充放电时通过电池的电流无限小，E外≈Ecell)(c)实际可

7、逆性：电池中进行的其它过程也必须是可逆的。(如不存在扩散过程等）（1）丹尼尔电池:把阳极与阴极分别放在不同溶液中的电池，称为双液电池。丹尼尔电池电极反应虽具可逆性，但液体接界处的扩散过程是不可逆的，故为不可逆电池。若忽略液体接界处的不可逆性，在可逆充、放电的条件下，丹尼尔电池可按可逆近似处理。....word格式电池图示书写要求：1.左边为负极（阳极），起氧化作用；右边为正极（阴极），起还原作用。2.“

8、”表示相界面(有时也用逗号)。3.单虚垂线“¦”表示