物理化学第七章-电化学(72).ppt

《物理化学第七章-电化学(72).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章电化学计划学时：6学时§7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律1.1电解池和原电池原电池：把化学能转换为电能的装置。电解池：把电能转换为化学能的装置。注意点：★化学能是指在恒T恒p下化学反应的ΔrG(在数值上等于Wr')★只有自发化学反应(ΔG<0)才有可能构成原电池，产生电功。★对于非自发化学反应(ΔG>0)，需加入电功Wr'进行电解，才能使反应进行，此时即构成电解池。★电极反应和电池反应电极反应：在电极与溶液的界面上产生的伴随有电子得失的氧化或还原反应。电池反应：电池中各个电极反应、其它界面上的变化以

2、及离子迁移所引起的变化总和。它是电池中进行的氧化还原反应。电极电势{电极阳极阴极发生作用氧化作用还原作用电解池原电池电势高，正(＋)极电势低，负(－)极电势高，正(＋)极电势低，负(－)极★电极名称和过程1.2电解质溶液和法拉第定律（1）电解质溶液第一类是电子导体。依靠自由电子的定向运动而导电。在导电过程中自身不发生化学变化，温度升高，导电能力降低。第二类是离子导体。依靠离子的定向运动而导电。温度升高，导电能力增强。★导体:能导电的物质。★分类：★电解质溶液的导电过程★电解时电极上发生化学反应的物质的量与通过电

3、解池的电荷量成正比。（2）法拉第定律ⅰ溶液中离子发生定向迁移ⅱ电极上发生相应的电极反应电解池和原电池都适用，是自然界最准确的定律之一。不受温度、压力、电解质浓度、电极材料和溶剂性质等因素的影响★适用范围★应用----电量计（库仑计）依据法拉第定律，通过分析测定电解过程中电极反应的反应物或产物物质的量的变化(常测量阴极上析出的物质的量)来计算电路中通过的电量的测量装置称为电量计或库仑计。最常用的有银电量计、铜电量计等。例题：用强度为0.025A(A=C·s-1)的电流通过Au(NO3)3溶液，当阴极上有1.2gA

4、u(s)析出时，试计算：(a)通过了多少电量？(b)需通电多长时间？(c)阳极上放出多少氧气？已知Au(s)的摩尔质量为197.0g·mol-1。解答：若电极反应写成：(a)通过的电量分析：首先写出电极反应，确定z的值，然后再根据法拉第定律求解(b)通电时间(c)因为两极上通过的电流相等，且所以如果电极反应写成计算结果是否一致？2.1离子的电迁移与离子迁移数的定义（1）电迁移：离子在电场作用下而引起的运动。（2）离子迁移数★离子迁移数：某离子运载的电流与通过溶液的总电流之比称为该离子的迁移数，用符号t表示，量纲

5、为一。§7.2离子的迁移数对只有一种阴离子一种阳离子的溶液：★特性★电迁移率：离子在指定溶剂中电场强度E=1V·m-1时的运动速度称为该离子的电迁移率uB与迁移数的关系单位：m2·V-1·s-1★影响因素：①电解质溶液浓度②温度√③电场强度√×★离子的电迁移过程已知OH－离子的迁移速度是K+离子的3倍。电解质溶液中各区仍保持电中性，中部溶液浓度不变，但是阴、阳两极部的浓度互不相同，且两极部的浓度比原溶液都有所下降，但降低程度不同。通电后：离子电迁移过程中的规律：①向阴、阳两极方向迁移的正、负离子的物质的量的总和

6、恰等于通入溶液的总的电量。②所以：2.2离子迁移数的测定方法希托夫（Hittorf）法只要测定阳(阴)离子迁出阳(阴)极区的物质的量及发生电极反应的物质的量，即可求出离子的迁移数。阳离子迁出阳极区的物质的量＝电解前阳极区电解质的物质的量＋电量计中电极反应的物质的量－电解后阳极区电解质的物质的量解：阳极区Cu2+浓度的改变是由两种原因引起的：(1).Cu2+的迁出;(2).Cu在阳极上发生氧化反应。Cu2+的物质的量的变化:分析:首先写出电极反应，根据已知条件求出电解前后Cu2+的物质的量，以及发生电极反应的物质

7、的量，从而求出离子的迁移数。例题：用铜电极电解CuSO4水溶液。电解前每100g溶液中含10.06gCuSO4。通电一定时间后，测得银电量计中析出0.5008gAg，并测知阳极区溶液重54.565g，其中含CuSO45.726g。试计算溶液中t(Cu2+)和t(SO42+)。已知M(CuSO4)＝159.5g·mol-1§7.3电导、电导率和摩尔电导率3.1定义（1）电导G电导---电阻的倒数，单位为S电导率---电阻率的倒数，是单位截面积、单位长度时的电导，单位为S·m-1摩尔电导率---单位浓度的电解质溶液

8、的电导率，单位为S·m2·mol-1电解质溶液的电导率可以看着是相距1m的两电极间放置体积为1m3的电解质溶液的电导。（2）电导率（3）摩尔电导率m例题：在291K时，浓度为10mol·m-3的CuSO4溶液的电导率为0.1434S·m-1，试求CuSO4的摩尔电导率和的摩尔电导率解：注意：1.计算时浓度c的单位应采用mol·m-3表示。2.在使用摩尔电导率这个量时，应将浓度为c的