物理化学08章电解质溶液

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1、第八章电解质溶液电能化学能电解电池1第八章电解质溶液§8.1电化学中的基本概念和电解定律§8.2离子的电迁移率和迁移数§8.3电解质溶液的电导§8.4电解质的平均活度和平均活度因子§8.5强电解质溶液理论简介2§8.1电化学中的基本概念和电解定律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。1.原电池和电解池3⒈电解精炼和冶炼有色金属和稀有金属⒉电池⒊电化学分析⒋生物电化学电化学的用途电解法制备各种化工原料、金属复合材料和表面特种材料电镀法保护和精饰金属阳极

2、钝化和氧化着色等汽车、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。4A.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第一类导体又称电子导体，如金属、石墨等能导电的物质称为导电体，通常分为两类：第一类导体的特点是：5第二类导体又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等第二类导体的特点是：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*固体电解质，如等，也属于

3、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。6正极、负极电势低的极称为负极，电子从负极流向正极。负极：电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。正极：7阴极、阳极发生还原作用的极称为阴极。阴极：(Cathode)发生氧化作用的极称为阳极。阳极：(Anode)在原电池中，阴极是正极；在电解池中，阴极是负极。在原电池中，阳极是负极；在电解池中，阳极是正极。8电极反应：电极上进行的有电子得失的化学反应电池反应：两个电极反应的总结果表示电池反应阳极:H22H++2e-阴极:C

4、l2+2e-2Cl-以上电极反应的总反应为：H2(g)+Cl2(g)2HCl9HCl溶液-+电源电解池+-电解质溶液：在外电场作用下，阴阳离子定向移动，共同完成导电任务。（1）电解池：电能化学能1.原电池和电解池负极正极2HClH2(g)+Cl2(g)2Cl-Cl2+2e-2H++2e-H2阴极阳极外电路：负极正极e-界面：外加电压足够大时，两极分别发生氧化和还原反应，完成电子在界面的传递若电解可逆进行：Wf=ΔG=Q·E10（2）原电池：化学能电能1.原电池和电解池HCl溶液原电池负

5、极正极H2(g)+Cl2(g)2HClCl2+2e-2Cl-H22H++2e-阴极阳极负载电阻H2Cl2外电路：负极正极e-电解质溶液：在外电场作用下，阴阳离子定向移动，共同完成导电任务。界面：两极分别发生氧化和还原反应，完成电子在界面的传递可逆情况下：Wf=ΔG=-Q·E11阳离子迁向阴极阴离子迁向阳极（2）原电池：化学能电能负载电阻正极负极ZnZnSO4溶液阳极CuCuSO4溶液阴极Daniell电池在阴极上发生还原的是在阳极上发生氧化的是在电极上发生反应的先后由其性质决定1.原电池和电

6、解池12阳极上发生氧化作用阴极上发生还原作用在电解池中，用惰性电极-+电源电解池+Pt-Pt电极上的反应次序由离子的活泼性决定132.Faraday电解定律Faraday归纳了多次实验结果，于1833年总结出了电解定律⒈在电极界面上发生化学变化物质的量与通入的电荷量成正比。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。14人们把在数值上等于1mol元电荷的电量称为Faraday常数。已知元电荷电量e为1

7、5电子得失的计量系数为z+，欲从阴极上沉积出1molM(s)，即反应进度为1mol时，需通入的电量为Q如果在电解池中发生如下反应：若反应进度为时需通入的电量为若通入任意电量Q时，阴极上沉积出金属B的物质的量和质量分别为：16根据电学上的计量关系这就是Faraday电解定律的数学表达式若电流强度是稳定的的，则17例题：通电于溶液，电流强度求：⑴通入电荷量⑵通电时间⑶阳极上放出氧气的质量阴极上析出已知18解1若电极反应表示为阴极阳极析出1.20gAu(s)时的反应进度为19解1若电极反应表示为阴极阳极2

8、0解2若电极反应表示为阴极阳极析出1.20gAu(s)时的反应进度为21解2若电极反应表示为阴极阳极22Faraday电解定律的意义⒈是电化学上最早的定量的基本定律，揭示了通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。23或电流效率24§8.2离子的电迁移率和迁移数离子的电迁移现象离子的电迁移率和迁移数离子迁移数的测定25设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和BB，将溶液分为阳极部、中部及阴极部三个部分