天大物化资料题库辅导班笔记课件等第七章_电化学.ppt

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1、第七章电化学（一）电解质溶液电解质溶液是原电池及电解池的工作介质电极反应---法拉第定律(§7.1）导电机理离子定向迁移---离子迁移数(§7.2)导电(摩尔)电导(率)：描述导电能力的物理量(§7.3)（主线）离子平均活度系数电解质溶液活度导电及其它性质(§7.4)§7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律1.电解质溶液的导电机理电子导体(金属等):——电子的定向运动离子导体(电解质溶液等):——离子的定向运动+电极反应电极反应:电极上进行的得失电子的反应阳极:发生氧化反应的电极阴极:发生还原反应的电极电池反应:两个电极反应的

2、总和正极：电势高负极：电势低注阳极正极阳极负极电解池原电池阴极负极阴极正极2.法拉第(M.Faraday)定律描述：通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系QzFQ--通过电极的电量z--电极反应的电荷数（即转移电子数）ξ--电极反应的反应进度F--法拉第常数;F=Le=96485.309C/mol通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。+-1例：电解AgNO3:Ag+eAg1F电量通过，析出1molAg电解CuSO:12+-114Cu+eCu221F电量通过，析出0

3、.5molCu常用的电量计银电量计：Ag/AgNO3铜电量计：Cu/CuSO4电解过程法拉第定律同时适用于原电池放电过程小结§7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律1.电解质溶液的导电机理2.法拉第定律§7.2离子的迁移数1.离子迁移数的定义电量：正、负离子迁移共同完成Q＝Q＋＋Q－正离子运动速度v+负离子运动速度v－QQ定义：某离子运载的电流(量)与通过溶液的总电流(量)之比为该离子的迁移数IQvutIIQQvvuuIQvutIIQQv

4、vuuQkZcvQkZcvZcZcu--电迁移率(亦称为离子淌度)电场强度E=1V/m时运动速度通电前(a):各区均含有6mol阴离子(-)和阳离子(+)通电4molF:电极反应(b)：阴、阳极分别发生4mol电子还原及氧化反应溶液中(c)：若υ+=3υ-中间区电解质物质的量维持不变阴极区电解质物质的量减少1mol阳极区电解质物质的量减少3mol阴，阳离子运动速度的不同阴，阳离子迁移的电量不同离子迁出相应电极区物质量的不同tt——离子迁移数的计算2.离子

5、迁移数的测定方法(1)希托夫(Hittorf)法原理：分别测定离子迁出相应极区的物质的量及发生电极反应的物质的量(2)界面移动法t+=Vc/nV-界面ab与a’b’间的液柱体积c-溶液的浓度n-Q/F发生电极反应的物质的量例1.用两个银电极电解AgNO3水溶液。在电解前，溶液中每1kg水含43.50mmolAgNO3。实验后，银库仑计中有0.723mmol的Ag沉积。由分析得知，电解后阳极区有23.14g水和1.390mmolAgNO3。试计算t（Ag+）及t（NO3-）。解：电极反应为：阳极Ag→Ag++e-阴极Ag++e-

6、→Ag假定:通电前后阳极区水量不变电解前阳极区23.14g水对应AgNO3的量为：n(原有)＝(43.50mmol/1000g)23.14g=1.007mmol银库仑计有0.723mmolAg沉积，则阳极必有相同数量的Ag溶解进入溶液。对阳极区Ag+进行衡算有：n(原有)+n(溶解)-n(迁出)=n(现有)n(迁出)=(1.007+0.723-1.390)mmol=0.340mmolt（Ag+）=0.340/0.723=0.470t（NO3-）=1-t（Ag+）=0.530小结§7.2离子的迁移数1.定义2.测定方法§7.3

7、电导，电导率和摩尔电导率1.定义(1)电导(G):电阻的倒数G1/R单位为S(1S=1Ω-1)(2)电导率(κ):GA/ls相距1m,面积1m2两个平行板电极1m2间充满电解质溶液时的电导..-1单位为Sm1m(3)摩尔电导率(Λm):溶液的电导率与其浓度之比/cm单位为S.m2.mol-1.反映了1mol电解质在电极间距1m的溶液中的导电能力2.电导的测定用惠茨通（Wheatstone）电桥测电导（实为测电阻，用交流电）检零器T指零时，电桥平衡：VAD=VAC,I1R1=I2R3I1VDB=VCB,I1Rx=I2

8、R4I2RR13RRx4R4RRx1R3待测溶液的电导率为：l1l1GKxcellARARsxsx——Kcell=l/As为电导池常数，单位为m-1（Kcell可用已知电导率的溶液测出)测Rxm(=/c)例7.3.125℃时在一电导池中盛以浓度