《基础电化学》PPT课件

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1、第十章基础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。电化学的主要研究内容：1、电解质的研究——电解质的导电性质、离子的传输特性、参与反应的离子的平衡性质；2、电极过程的研究——包括界面的平衡性质和非平衡性质、电化学界面结构、电化学界面上的电化学行为及其动力学。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生物电化学电化学与热力学的关系：第十章§10.1电解质溶液的电导

2、§10.2电解质的活度和活度因子§10.3电池电动势§10.4电极电势与可逆电池热力学§10.5电极的极化§10.1一离子的电迁移与迁移数二电导、电导率三摩尔电导率四离子独立运动定律五电导的测定及应用电解质溶液的导电特征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，电阻也升高又称电子导体，如金属、石墨等。1.第一类导体两类导体导体的分类10.1电解质溶液的电导A.正、负离子作反向移动而导电B.导电过程中有化学反应（电极反应）发生C.温度升高，电阻下降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

3、机理比较复杂，导电能力不高。离子的电迁移率离子在电场中运动的速率用公式表示为：式中为电势梯度，，分别是正、负离子的电荷数，k为比例系数。电迁移率的数值与离子本性、溶剂性质、温度等因素有关，可以用界面移动法测量。U+,U_是在单位电势梯度条件下离子的迁移速率，称为离子的电迁移率，又称为离子淌度，它的单位是m2·S-1·V-1.常见离子在无限稀释水溶液中的离子迁移率：在无限稀释的水溶液中，U只与离子的本性有关，具有确定的值。此数据在电泳分析中有着重要的用途！例：毛细管等速电泳矿井中水中离子分析结果：离子按淌度从大到小的顺序出峰（排队了）可进行离子浓度分析！H2OH2O峰高度与离子

4、浓度成正比离子迁移数把离子B所运载的电量与总电量之比称为离子B的迁移数（transferencenumber）用符号表示。是量纲为1的量，数值上总小于1。由于正、负离子移动的速率不同，所带的电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。其定义式为：如果溶液中只有一种电解质，迁移数在数值上满足：如果溶液中有多种电解质，共有i种离子，则：如何推导？t-=1-t+将含有1mol元电荷时物质的量作为基本单元浓度对t的影响：C大，离子靠得近，离子间作用力强，离子迁移速率变慢。正、负离子的价数相同时：影响相同，迁移数变化不大正离子价数>负离子价数时：C↑t＋↓（离子价态越高影响越大

5、）水化作用对t的影响：离子的水化程度越大，水化后离子的半径就越大，则离子运动的阻力就大，t相应↓。离子半径小，水化作用强，水化数大（如Li+)对H+、OH-导电能力特强的解释(离子迁移数大)导电机理：现代质子跳跃理论（靠质子传递电荷）溶液中H＋以H3O+形式存在正负电荷均由质子转移传递（表示氢键）H+---→←---OH-离子电迁移的规律t+:t_=4:1，1-1价电解质通入5mol电子的电量离子电迁移的规律[1]任一电极区离子物质的量的改变值Δn是离子的电迁移物质的量：n(迁移)（迁出为负）和电极反应物质的量：n（电解）（消耗为负）共同作用的结果：单种1-1价电解质[2]

6、由于离子的电迁移速率不同，电迁移与电极反应同时进行的结果，必然会引起两电极区电解质的量的变化不一样。如果正、负离子荷电量不等，如果电极本身也发生反应，情况就要复杂一些。[3]由任一电极区某种离子电迁移的量和电极反应的量可以求出该种离子的迁移数迁移数的测定方法1．Hittorf法在Hittorf迁移管中装入已知浓度的电解质溶液，接通稳压直流电源，这时电极上有反应发生，正、负离子分别向阴、阳两极迁移。小心放出阴极部（或阳极部）溶液，称重并进行化学分析，根据输入的电量和极区浓度的变化，就可计算离子的迁移数。通电一段时间后，电极附近溶液浓度发生变化，中部基本不变。离子迁移数的计算：H

7、ittorf法中必须采集的数据：1.通入的电量，由库仑计中称重阴极质量的增加而得，例如，银库仑计中阴极上有0.0405gAg析出，2.电解前含某离子的物质的量n(始）。3.电解后含某离子的物质的量n(终）。4.写出电极上发生的反应，判断某离子浓度是增加了、减少了还是没有发生变化。5.判断离子迁移的方向。用银电量计测得:n电解＝7.229×10-4mol电解质:AgNO3溶液浓度0.00739g·g水-1电解后测得：阳极管中有：0.236gAgNO3和23.14g水解：1.计算阳极区Ag+的改变量△n：阳