《理学电化学》PPT课件.ppt

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1、物理化学电子教案—第七章电化学电能化学能电解电池2021/10/9第七章电化学（Electrochemistry）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。电能化学能电解电池2021/10/97.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律2.电解质溶液和法拉第定律1.电解池和原电池2021/10/91.电解池和原电池在外线路中，电子作定向移动。在电解质溶液中，不同电荷的离子作不同方向的定向迁移。至少有一对分区进行(成对存在)的电极反应。电化学池（ElectrochemicalDevi

2、ce）2021/10/91.电解池和原电池电化学池中的电极：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：2021/10/91.电解池和原电池电化学池中的电极：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。2021/10/92.电解质溶液和法拉第定律A.自由电子作定向移动而导电B.导电过程中导体

3、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又称电子导体，如金属、石墨等。1.第一类导体两类导体2021/10/92.电解质溶液和法拉第定律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⒉第二类导体又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等。电解质溶液的导电机理：离子的定向迁移和电极反应。两类导体：2021/10/92.电解质溶液和法拉第定律1833年英国科学家（FaradayM）在研究了大量电解过程后提出了著名的法拉第

4、定律：电解时电极界面上发生化学反应的物质的量与通过电解池的电荷量成正比。也就是说当电路中有１mol电子的电荷通过时，任一电极上发生得失１mol电子的电极反应，电极上析出或溶解的物质的量与之相应。2021/10/92.电解质溶液和法拉第定律z：电极反应的电荷数（即电子转移数），取正值。阴极上的反应：氧化态+ze-=还原态阳极上的反应：还原态=氧化态+ze-Q：通过电极的电量；ξ：电极反应的反应进度；法拉第定律的数学表达式2021/10/92.电解质溶液和法拉第定律F：法拉第常数，在数值上等于1mol元电荷

5、的电量。已知元电荷电量为：F=L·e=6.022×1023mol-1×1.6022×10-19C=96485.309C·mol-1≈96500C·mol-1法拉第定律的数学表达式2021/10/92.电解质溶液和法拉第定律法拉第定律的数学表达式法拉第定律揭示了通过电极的电量与电极反应的物质的量之间的关系。法拉第定律亦适用于原电池放电过程的电极反应。依据法拉第定律，可制得电量计或库仑计。2021/10/97.2离子的迁移数2.离子的迁移数的测定方法1.离子的电迁移与迁移数的定义2021/10/91.离子的

6、电迁移与迁移数的定义离子的电迁移：在电场E的作用下离子电迁移速度：B=ƒ（E、T、p、c、各离子本性、溶剂本性）2021/10/9离子的电迁移率uB称为离子的电迁移率或离子淌度（ionicmobility）即相当于单位电场强度时离子迁移的速率。单位是m2.s-1.V-1。uB不是物性参数，它与其他离子的存在有关，而且无法使他单独存在。2021/10/9离子的电迁移率极限情况:浓度趋近于零(c→0)的情况。c→0的溶液称为无限稀释溶液，它具有以下特点:强弱电解质没有区别，离子间无相互作用；(2)离子的电

7、迁移是独立的，与其它离子无关。无限稀释溶液2021/10/9离子的电迁移率无限稀释溶液（指定温度压力溶剂）称作无限稀释电迁移率或极限电迁移率；在298.15K，10132Pa下：水溶液手册可查。是离子的特性参数。2021/10/9为了度量阴、阳离子对输送电量（导电能力）或电流的贡献，引入了离子迁移数的概念（t）离子的电迁移现象由于阴、阳离子运动速率不同，所带电荷不等，因此它们运载电量时所分担的分数也不同。把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁移数（transferencenumber），符号。2

8、021/10/9离子的迁移数（TransferNumber）离子迁移数的定义阳离子迁移数：阴离子迁移数：t的量纲为一，数值上总小于1。溶液中有多种电解质：溶液中只有一种电解质：2021/10/9离子的迁移数（TransferNumber）离子迁移数的定义2021/10/9离子的迁移数（TransferNumber）离子迁移数的定义2021/10/9离子的迁移数（TransferNumber）A、1B、>1C、<1D、1/2E、2√2021/