第七章 大学物理化学ppt课件.ppt

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1、电化学研究对象电能化学能电解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。电化学的用途⒈电解精炼和冶炼有色金属和稀有金属；电解法制备化工原料；电镀法保护和美化金属；还有氧化着色等。⒉电池汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化和医学等方面都要用不同类型的化学电源。⒊电分析⒋生物电化学第七章电化学§7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律§7.2离子的迁移数§7.3电导、电导率和摩尔电导率§7.4平均离子活度因子及德拜-休克尔极限公式§7.5可逆电池及其电动势的测定§7.6原电池热力学§7.7电极电势和液体接界电势§7.8电极的种类

2、§7.9原电池设计举例9/20/2021第七章电化学§7.10分解电压§7.11极化作用§7.12电解时电极反应9/20/2021§7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律电解质溶液的导电机理法拉第定律9/20/20211.电解质溶液的导电机理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又称电子导体，如金属、石墨等。第一类导体1.电解质溶液的导电机理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、负离子分担第二类导体又称离子导体，

3、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。1.电解质溶液的导电机理与外电源正极相接，是正极。发生氧化反应，是阳极。Cu(S)→Cu2++2e-电极②：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①：电解池阴极阳极1.电解质溶液的导电机理－电解池离子迁移方向：阴离子迁向阳极阳离子迁向阴极1.电解质溶液的导电机理－电解池电极反应的发生，使电极和电解质溶液界面处能有电流通过。同时阴极和阳极间形成电场，在电场的作用下，溶液中的正离子向

4、阴极迁移，负离子向阳极迁移,二者的迁移方向相反，但导电方向却是一致的。这就是电解质溶液的导电机理。①②＋1.电解质溶液的导电机理－电解池电解质溶液的导电过程包括电极反应和电解质溶液中离子的定向迁移。1.电解质溶液的导电机理－原电池原电池：自发地在两个电极上发生化学反应，并产生电流的装置；或将化学能转化为电能的装置1.电解质溶液的导电机理－原电池原电池的阴极为正极，阳极为负极。阴阳对正负失去的电子由阳极通过外电路流向阴极，相当于电流由阴极通过外电路流向阳极阳极上自发地发生失去电子的反应，即氧化反应原电池的电池反应也由两个电极反应组成阴极上自发地发生得

5、到电子的反应，即还原反应1.电解质溶液的导电机理－原电池离子迁移方向：阴离子迁向阳极阳离子迁向阴极与电解池中离子的迁移方向一致1.电解质溶液的导电机理－原电池电极反应使电极和电解质溶液界面处能有电流通过。溶液中的正离子向阴极迁移，负离子向阳极迁移。电解质溶液的导电过程包括电极反应和电解质溶液中离子的定向迁移。1.电解质溶液的导电机理2.法拉第定律Faraday’sLaw⒈在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比。Qm或Qn⒉通电于若干个电解池串联的线路中，当所取的基本粒子的荷电数相同时，在各个电极上发生反应的物质，其物质的量相同，析

6、出物质的质量与其摩尔质量成正比。2.法拉第定律电子的得失数为z，通入的电量为Q，当反应进度为时，则：或2.法拉第定律F=L·e法拉第常数F，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-1例题例题：通电于Au(NO3)3溶液，电流强度I=0.025A，析出Au(s)=1.20g。已知M(Au)=197.0g·mol-1。求：⑴通入电量Q；⑵通电时间T；⑶阳极上放出氧气的物质的量。解:2.法拉第定律⒈是电化学上最早的定量的基本定律，

7、揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。⒉该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。⒊该定律的使用没有什么限制条件。法拉第定律的意义法拉第定律说明电极上发生的电极反应与通过电极的电量之间有严格的定量关系。可设计电量计(库仑计)来测量电路中通过的电量，其原理是测定电极上发生电极反应的物质的量（摩尔数）来确定电路中通过的电量3.电量的测定§7.2离子迁移数离子迁移数的定义离子迁移数的测定1.离子迁移数的定义设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和BB，将溶液分为阳极区、中间区及阴极区三个部分。假定未通电前，各部均含有正、负离子各5mol，分别用+、-号

8、代替。1.离子迁移数的定义1.离子迁移数的定义设离子都是一价的，当通入4mol电子的电量时，阳极上有4mol负离子氧化，阴