物理化学之电化学(一).ppt

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1、电能化学能电解电池物理化学电子教案—第七章电化学(一)2021/10/8电化学研究对象电能化学能电解池原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。2021/10/8（一）电解质溶液7-1电化学的基本概念和法拉第定律第七章电化学(一)7-2离子的电迁移和迁移数7-3电导7-4强电解质溶液理论简介2021/10/87-1电化学的基本概念和法拉第定律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D.导电总量全部由电子承担(1)电子导体，如金属、石墨等。1、导体的分类2021/10/81.导体的分类A

2、.正、负离子作定向移动而导电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(2)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。2021/10/82.规定（1）电势高的为正极，电势低的为负极。（2）电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。（3）阳极氧化（失电子，化合价升高）阴极还原（得电子，化合价降低）阳极阴极原电池（-）（+）电解池（+）（-）2021/10/82.规定（4）离子迁移方向：（4）离子迁移方向阴离子迁向阳极，阳离子迁向阴

3、极原电池：阳离子迁向阴极（正极）阴离子迁向阳极（负极）电解池：阳离子迁向阴极（负极）阴离子迁向阳极（正极）2021/10/83.实例：(1)原电池(galvaniccell)Cu2++2e-→Cu(S)发生还原作用，是阴极。电流由Cu极流向Zn极，Cu极电势高，是正极。Cu电极：Zn(S)-2e-→Zn2发生氧化作用，是阳极。电子由Zn极流向Cu极，Zn极电势低，是负极。Zn电极：2021/10/8(2)电解池①②CuCl2电极①：与外电源负极相接，是负极。发生还原反应，是阴极。Cu2++2e-→Cu(S)电极②：与外电源正极相接，是正极。发生氧化反应，是阳极。

4、2Cl--2e-→Cl22021/10/84.电解质溶液的导电机理:①电流通过溶液是由正负离子的定向迁移来实现;②电流在电极与溶液界面处得以连续,是由于两极上分别发生氧化还原作用时导致电子得失形成的。③外电路自由电子定向迁移导电。2021/10/8例题1用导线把电池的两极联接上。立刻产生电流，电子的流动是从（）极[即（）极]经由导线而进入（）极[即（）极]。在电池内部，则电解质的正离子通过溶液向（）极迁移，负离子向（）极迁移，与此同时，（）极上总是发生氧化反应，（）极上总是发生还原反应。在电解池中使物质发生氧化的极叫做（），使物质发生还原的极叫做（）。2021/

5、10/8例2例：对于原电池来说，正确的是：A.正极是阴极，电池放电时，溶液中带负电荷的离子向阴极迁移B.负极是阳极，电池放电时，溶液中阴离子向正极迁移C.负极是阳极，电池放电时，溶液中带负电荷的离子向负极迁移D.负极是阴极，电池放电时，溶液中带负电荷的离子向阳极极迁移2021/10/85.法拉第定律：(1)法拉第定律文字表述Faraday’sLawa.在电极界面上发生化学变化物质的量与通入的电量成正比。b.若将几个电解池串联，通入一定的电荷量后，在各个电解池的电极上发生化学变化的物质的量都相等。2021/10/8（2）法拉第定律的数学表达式取电子的得失数为z，通

6、入的电量为Q，则电极上发生反应的物质的量n为：电极上发生反应的物质的质量m为：或2021/10/8（3）法拉第常数F=L·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=6.022×1023mol-1×1.6022×10-19C=96484.6C·mol-1≈96500C·mol-12021/10/8例3：298K，标准压力下，以1A电流电解硫酸铜溶液，析出0.1mol铜时所需时间大约是：A、20.2hrB、5.4hrC、2.7hrD、1.5hr2021/10/8（4）荷电粒子基本单元的选取根据法拉第定律，通电于若干串联电解池中，每个电极上析出物

7、质的物质的量相同，这时，所选取的基本粒子的荷电绝对值必须相同。例如：荷一价电阴极阳极荷三价电阴极阳极荷二价电阴极阳极2021/10/8荷电粒子基本单元的选取例题：通电于溶液，电流强度，析出。已知。求：⑴通入电量；⑵通电时间；⑶阳极上放出氧气的物质的量。2021/10/8荷电粒子基本单元的选取解法一取基本粒子荷单位电荷：即2021/10/8荷电粒子基本单元的选取解法二⑵t同上取基本粒子荷3个基本电荷：即Au，2021/10/8（5）法拉第定律的意义a.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。b.该定律在任何温度、任何压力下均可以使

8、用。c.该定律的使用没有