物理化学第七章电化学总结

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1、第七章电化学Electrochemistry电能化学能17.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律P2977.2离子的迁移数P3017.3电导、电导率和摩尔电导率P3067.4电解质离子的平均活度和平均活度系数P3137.5可逆电池及韦斯顿标准电池P3197.6原电池热力学P3247.7电极电势和液体接界电势P3277.8电极的种类P3357.9原电池的设计P3407.10分解电压P3477.11极化作用P3507.12电解时的电极反应P354第七章电化学Electrochemistry2345电

2、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。6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77.1原电池和电解池P2771.电解质溶液的导电机理P277电子导体离子导体两类导体8电子导体如金属、石墨等。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

3、D.导电总量全部由电子承担.9离子导体如电解质溶液、熔融电解质等。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10利用电能以发生化学反应的装置称为电解池.电解池示意图阳(+)阴(－)+—I外电源e11在电极上发生有电子得失的化学反应称为电极反应.两个电极反应的总结果表示为电池反应.阳极:发生氧化反应的电极;阴极:发生还原反应的电极.正极:电势高的电极;负极:电势低的电极.电势高低发生氧化-还原反应12利用两极的电极反应以产生电

4、能的装置称为原电池或自发电池.原电池阴极为正极,阳极为负极.这种关系与电解池中情况相反.原电池示意图阳(－)阴(+)Ie负载在原电池转变为电解池(如充电)时,电池的正负极不变,但阴阳极对换.13电解质溶液负载电阻正极负极ZnZnSO4溶液阳极CuCuSO4溶液阴极（a)丹尼尔电池离子迁移方向：阴离子迁向阳极阳离子迁向阴极-+电源（b）电解池+阳极-阴极142.法拉第定律Faraday’sLawP279MichaelFaraday(1791-1867)⒈是电化学上最早的定量的基本定律，揭示了通

5、入的电量与析出物质之间的定量关系。⒉该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。⒊该定律的使用没有什么限制条件。15法拉第定律的文字表述⒈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。16对于下面的电极反应表达式氧化态+ze－还原态还原态氧化态+ze－法拉第定律表示为法拉第定律的数学表达式17z—电极反应的电荷数F—法拉第常数法拉第定律18F=L

6、·e法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1.60217733×10-19C=6.0221367×1023mol-1×1.6022×10-19C=96485.309C·mol-1≈96500C·mol-119对各种电解质溶液,每通过96485.309C的电量,在任一电极上发生得失1mol电子的反应,同时相对应的电极反应的物质的量亦为1mol（所选取的基本粒子荷一价电）.20对于电极反应：Ag++e-=Agz=1,Q=96500C时：即每有1molAg+被还原或1molAg沉

7、积下来，通过的电量一定为96500C21对于电极反应：Cu=Cu2++2e-z=2,Q=96500C时：总之：1mol电子能还原1mol一价离子，但只能还原0.5mol二价离子。2223同一电极若写成z=1,Q=96500C时：243.电量计依据法拉第定律,测量电路中通过电量的装置即为电量计或库仑计.将电量计串联于电路中,根据电量计中电极上生成物的量来计算所通过的电量.若电量计中通过了96500C的电量,阴极上沉积:银电量计:107.868gAg或铜电量计:63.546/2gCu,或气体电量计:

8、析出2.01584/2gH2.257.1.3离子的迁移数P2811.离子迁移数的定义离子在电场作用下的运动称为电迁移.离子的电迁移动画（1）电迁移ionicmigration26离子的电迁移现象AABB阳极部中部阴极部阳极阴极始态终态27AABB阳极部中部阴极部阳极阴极始态终态28离子电迁移的规律：1.向阴、阳两极迁移的正、负离子物质的量总和恰好等于通入溶液的总电量。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。ν+ν-29某种离子运载的电流与通过溶液的总电流之比称为该离子