电化学基础-原电池与电解池的原理

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1、第8章电化学基础原电池与电解池的原理2§8.1电化学概论§8.4电极电势§8.2可逆电池§8.3可逆电池热力学第8章电化学基础3§8.1电化学概论一、电化学基本概念二、原电池与电解池的关系四、工业生产电解铜实例三、电解质溶液的导电机理3、电池分类简表1、原电池(primarycell)：将化学能转化为电能的装置。2、电解池（electrolyticcell）：将电能转化为化学能的装置。电池｛单液电池{原电池电解池｛液态电池固态电池浓差电池化学电池双液电池电解质浓差电池电极浓差电池｛｛一次电池二次电池燃料电池电池分类§8.1电化学概论/一

2、、电化学基本概念一、电化学基本概念原电池装置与原理1.定义原电池是利用氧化还原反应产生电流的装置。2.原电池的构成⑴电势不同的两个电极；⑵盐桥；⑶外电路（检流计）。5§8.1电化学概论/一、电化学基本概念3.电子由Zn极流向Cu极。4.Zn极电势低，为负极；Cu极电势高，为正极。e→3.特征正极：氧化剂(Cu2+)被还原，半电池反应为：Cu2++2e→Cu负极：还原剂(Zn)被氧化，半电池反应为：Zn→Zn2++2e电池反应为：Cu2++Zn→Cu+Zn2+6§8.1电化学概论/一、电化学基本概念1.电解借助电能使不能自发进行的氧化还原

3、化学反应得以进行的过程。2.电解池电解的装置称为电解池(或电解槽)。7§8.1电化学概论/一、电化学基本概念电解池装置与原理电解装置？8§8.1电化学概论/一、电化学基本概念3.阴极与外电源负极相连接的电极称为阴极。电解池中正离子移向阴极，在阴极上得到电子，发生还原反应。4.阳极与外电源正极相连接的电极称为阳极。电解池中负离子移向阳极，在阳极上给出电子，发生氧化反应。离子在相应电极上得失电子的过程均称放电。9化学能电能原电池G<0电解池G>0G=–212kJmol-1ZnSO4CuSO4ZnCu+–负载多孔隔膜电极：一般都由金属

4、制成,属于电子导体(第一类导体)H2O(l)H2(g)+½O2(g)G=237.2kJmol-1NaOHFe阴Ni阳AV→O2H2←石棉隔膜电极电解质溶液电解质溶液：离子导体(第二类导体)。§8.1电化学概论/二、原电池与电解池的关系10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§8.1电化学概论/二、原电池与电解池的关系1．原电池：Daniel电池——铜锌电池结构(-)Zn︱Zn2+(1mol/L)‖Cu2+(1m

5、ol/L)︱Cu(+)电极反应（-）Zn极Zn–2eZn2+（氧化反应）（+）Cu极Cu2++2eCu（还原反应）电池反应Zn+Cu2+Zn2++Cu（氧化还原反应）Cu2+/Cu=0.337V§8.1电化学概论/二、原电池与电解池的关系盐桥的组成和特点：高浓度电解质溶液，正负离子迁移速度差小。盐桥的作用：1）防止两种电解质溶液混和，消除液接电位，确保准确测定。2）提供离子迁移通道。§8.1电化学概论/二、原电池与电解池的关系原电池与电解池对比溶液中的阳离子向负极迁移，从负极上取得电子而发生还原反应溶液中的阴离子向正极迁移，从正极上失

6、去电子而发生氧化反应电极反应凡是进行氧化反应的电极称为阳极电位低的电极称为负极凡是进行还原反应的电极称为阴极电位高的电极称为正极在电解池中正极为阳极，负极为阴极；在原电池中则相反电势低的电极称为负极，电子从负极流向正极。负极：电势高的电极称为正极，电流从正极流向负极。正极：14发生还原作用的电极称为阴极。阴极：发生氧化作用的电极称为阳极。阳极：§8.1电化学概论/二、原电池与电解池的关系15氧化Ox（氧化态）＋neRed（还原态）还原负极，阳极，氧化反应，Red→Ox+ze原电池正极，阴极，还原反应，Ox+ze→Red正极，阳极，氧化反

7、应，Red→Ox+ze电解池负极，阴极，还原反应，Ox+ze→Red§8.1电化学概论/二、原电池与电解池的关系16结论：正还阴正氧阳§8.1电化学概论/二、原电池与电解池的关系阳极（氧化反应）电极命名法：正极（电势高）负极（电势低）阴极（还原反应）原电池电解池阳极（氧化反应）阴极（还原反应）负氧阳负还阴（）（）（）（）（）（）（）（）在Cl2电极上，发生，还原反应，Cl2夺取电极上的电子，发生还原反应，电极电势升高。两电极间产生电极差。发生自发反应，，原电池自由能下降，转化为对外所作的电功，若电池反应是可逆的，。17§8.1电化学概论

8、/三、电解质溶液的导电机理原电池总结果：原电池装置：1、构成：2、导电机理：(1)界面上自发反应：（2）在溶液中：离子迁移产生电流。在H2电极上，发生，氧化反应，H+进入溶液，电子流在电极上，电极电势降低，