理论电化学概论ppt课件.ppt

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1、理论电化学冶金与环境学院秦毅红电现象是自然界中很常见的一种物理现象。而许多的过程都可能产生电现象，如磁电、压电、摩擦生电、接触起电、光生伏特等。物体物理现象往往与物质的化学本质有关，而化学本质的变化必然影响到物体的物理性质。电这种物理现象可能与物体的化学本质有关，而物体的化学的变化也可能改变人物体的电性质。绪论绪论一、电化学概念电化学：研究电子导电相（金属、半导体）和离子导电相（溶液、熔盐、固体电解质）之间的界面上发生的各种界面效应，即伴有电现象发生的化学反应的科学。也可以说电化学是研究电与化学变化之间的关系

2、，和化学能与电能相互转化规律的一门科学。其研究的对象是电化学反应。因此电化学是一门研究电化学反应平衡和电化学反应速度的科学；电化学反应是牵涉到电能与化学能相互转化的化学反应。因此电能和化学能互相转化的是电化学研究的重要内容。绪论什么是电化学反应？与化学反应有什么相同与不同？二、电化学反应电化学反应就是一种发生在电子导电相和离子导电相界面上伴有电现象发生的化学反应。或者说电化学反应能使电能与化学能相互转化的反应。如：对应于下列氧化还原反应Fe2++Ce4+==Fe3++Ce3+可以按化学反应的方式进行，也可以按

3、电化学反应的方式进行。按不同的方式进行，反应最终产生的效能有所不同。绪论二、电化学反应特点：反应粒子间直接碰撞；电子转移的路径很短；活化能只与反应的本性有关；反应中发生的能量变化以热效应的形式表达出来。Ce3+Ce4+Fe2+Fe3+Fe2++Ce4+==Fe3++Ce3+绪论Fe2+Ce4+结果：反应虽有电荷的交换和物质的变化，但没有电荷的定向运动，因此没有电现象。Fe3+Ce3+如果两种参加反应的物质混合在一起，反应按化学的方式进行：二、电化学反应阳极反应：Fe2+-e=Fe3+阴极反应:Ce4++e=C

4、e3+总反应：Fe2++Ce4+==Fe3++Ce3+AFe3+Fe2+Ce4+Ce3+e绪论阴极阳极结果：反应中有电荷的传递和电荷的定向运动，即有有电现象发生如果将反应置于下列装置中进行：二、电化学反应在这个装置中进行的反应的特点：氧化反应和还原反应分别在不同的地方进行电子转移的路径较长反应的活化能不仅与反应本性有关，且和电极电位有关反应的能量效应以电能的方式表达绪论这就是电化学反应的特点AFe3+Fe2+Ce4+Ce3+e阴极阳极三、电化学体系同一反应按不同的方式进行，有不同的特点，也将得到不同的效应。让

5、氧化还原反应以电化学的方式进行需要一定的条件，必须有阴阳极，即必须在电化学体系中或一定的装置中进行。这种电化学反应装置就是一个电化学体系。电化学体系有以下三种类型：绪论原电池：把化学能转化为电能的电化学电解池：把电能转化为化学能的电化学装置腐蚀电池：不能对外做功，而只能引起金属的破坏的短路原电池除去外电路，电化学体系由两类导体构成。一类是电子（空穴）为载流子的导体。叫第一类导体一类是以离子为载流子的导体，叫第二类导体。三、电化学体系电化学反应是发生在第一类导体和第二类导体的界面上。第一类导体与第二类导体的导电

6、机制不同，因此，在其接触面上传递电荷时将伴随着物质的变化。这种物质的变化也叫做物质的转移。三、电化学体系AFe3+Fe2+Ce4+Ce3+e阴极阳极因此要发生电化学反应，必须有第一类导体和第二类导体，在两类导体接触的界面如果有电流流过就将引起物质的变化（物质转移）。从电化学体系的构成可以看出，电化学研究的内容：1.电解质溶液理论包括溶液的结构、溶液的性质和溶液导电现象等，最主要的是电解质的平衡性质和离子的迁移性质。2.电极/溶液界面性质与结构即发生电化学反应的界面的性质和结构对电化学反应的影响3.电极平衡与电

7、极过程电化学反应由电极反应构成，所谓的电极学主要包括电极平衡及电极过程。四、电化学研究的内容五.电化学的发展历史电化学的发展也是以生产实践为推动力，以基础理论研究为引导力，即在科学实验和生产实践的双重作用下发展起来的。电化学理论的形成与发展，尤其与与化学、电工学、电学理论和电子技术的发展分不开。电化学科学的发展分为三个阶段：1.电化学热力学2.电化学动力学3.现代电化学五.电化学的发展历史1791年伽伐尼在进行青蛙的生理作用研究时，第一次偶然发现了原电池；1799年伏特把锌片和铜片迭起来，中间用浸了H2SO4

8、的毛呢隔开，发现了第一个化学电源－－实现了把化学能转变为电能设想；1800,尼克松和卡利苏利用上述电源进行了电解水的实验－－实现了把电能转化为化学能的设想。一系列的实验引起了人们的兴趣，开始进行更多的研究与实验，从而促进成了电化学理论的创立。五.电化学的发展历史在伏特电源出现后，人们对电流通过导体现象进行了物理和化学两方面的研究，1926年在物理学方面的研究得到了欧姆定律，1833年化学方面的研究得