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时间:2019-09-28
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1、♦自学自测:1.了解电解质溶液的反应机理;2.了解电催化与电合成化学的意义和关系;3.多动手以实验为基础;电解质溶液:电解质不一定能导电,而只有在溶于水或熔融状态是电离出自由移动的离了后才能导电。能导电的不一定是电解质判断某化合物是否是电解质,不能只凭它在水溶液中导屯与否,还需耍进一步考察其昂体结构和化学键的性质等因素。电催化与电合成化学;电催化时指能显著改变电化学反应三速率或翻译选择,而某种物质本身的数量和性质不发生改变的电化学过程,是使电极、电解质界面上的电荷转移加速反应的一种催化作用。电极催化剂的范围仅限于金属和半导体等的电性材料。电化学的应用电解质溶液:电解质不一定能导电,而只
2、有在溶于水或熔融状态是电离出口由移动的离子后才能导电。能导电的不一定是电解质判断某化合物是否是电解质,不能只凭它在水溶液中导屯与否,还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。例如,判断硫酸倾、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。硫酸倾难溶于水(20°C时在水中的溶解度为2.4X10-4g),溶液中离子浓度很小,其水溶液不导电,似乎为非电解质。但溶于水的那小部分硫酸顿却几乎完全电离(20°C吋硫酸锁饱和溶液的屯离度为97.5%)。因此,硫酸锁是电解质。碳酸钙和硫酸锁具冇相类似的情况,也是电解质。从结构看,对其他难溶盐,只要是离子型化合物或强极性共价型化合物,尽管难溶,也是电解质。原电池与
3、电解池;原理使氧化述原反应屮电子作定向移动,从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化述原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。形成条件①电极:两种不同的导体相连;②电解质溶液:能与电极反应。①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极木身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;电极反应负极:Zn-2c-=Zn2+(氧化反应)正极:2H++2e-=H2t(
4、还原反应)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原反应)阳极:2Cl-2e-=C12f(氧化反应)电了流向负极一止极电源负极一阴极;阳极一电源正极电流方向正极负极电源正极->阳极;阴极〜电源负极能量转化化学能一电能电能一化学能应用电催化与电合成化学;电催化时指能显著改变电化学反应三速率或翻译选择,而某种物质本身的数量和性质不发生改变的电化学过程,是使电极、电解质界面上的电荷转移加速反应的一种催化作用。电极催化剂的范围仅限于金属和半导体等的电性材料。电催化研究较多的有骨架鎳、硼化鎳、碳化鹄、钠鹄青铜、尖晶石型与钩态矿型的半导体氧化物,以及各种金属化物及駄菁一类的催化剂。主要应用于有机污水的电催
5、化处理;含珞废水的电催化降解;烟道气及原料煤的电解脱硫;电催化同时脱除NOx和S02;二氧化碳的电解还原。电合成化学是用电化学的方法进行有机化合物合成的科学它具有以下优点:(1)反应条件温和,产品纯净,副产品容易分离;(2)坏境友好型反应,不使用会造成环境污染的氧化剂或还原剂(3)反应规模小,操作简单,与化学合成相比,可明显缩短合成路线,特别适用于高负荷的精细化学品如意用药品、香料和农药等的合成。电合成化学的发展趋势:(1).随着可持续发展战略的展开,人们的环境意识、资源意识的增长,绿色科技将成为时代的迫切需求。电合成化洋在社会效益和经济效益两个方面,都将日益显著。(2).综合电化学、
6、电分析化学、催化科学、膜科学、材料科学、表面科学、光电化学、仿生化学等的研究成果,发展电合成化学的新概念、新方法,电合成化学的学科基础,将在多学科交叉屮得到不断的发展,成为新世纪的重要绿色化学之一。(3).电合成化学,从化学的角度研究和发展反应界而的(电极及其表/界而)多样化的设计与修饰,发现新的表面或中介催化,提高反应的选择性,增长电极使用寿命,发现更多新的合成反应,许多新概念、新方法将从中研究和发展出来。(1)•电合成化学“光一电一催化”相结合的科学研究,可以模拟叶绿素获得光能一转化为电能一在酶作用下合成生命活性物质的过程,将是仿生合成研究的重要的可能途径之一。(2).电合成化学方
7、法的反应条件容易控制,产物容易分离,比较容易发现新反应和得到新化合物。因而,电合成化学将可成为成本节约、效率较高的化学研究和开发手段。(3)・微结构材料的电化学合成,将继续研究发展,并将成为一种重要的高技术。(4)•各种现场光谱、波谱和显微电化学研究分析方法,从分子水平认识电极及其界面上的电化学反应的机理,将继续发展并成为电合成化学研究与开发的强有力手段。(5)•各种在线的电合成/色谱/质谱分离分析方法,认识电化学过程伴随的复杂化学反应的路径与
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