[整理]吉大-物理化学-电化学教学讲义PPT课件.ppt

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1、吉大-物理化学-电化学研究电现象化学现象→←电能化学能←→电化学装置有两种电解池原电池电解池：电能转化为化学能的装置原电池：化学能转化为电能的装置电化学装置的组成电解质溶液：实现转化的物质基础电极：实现转化的地点（界面处）第二类靠离子的定向运动而导电物体性质: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、负离子分担如电解质溶液熔融电解质2．电解质溶液的导电机理组成电池第一类导体第二类导体形成闭合回路化学反应例:将两个Pt电极插入HCl溶液中，接通电源后，H+奔向阴极

2、得电子e后放出H2，而Cl-奔向阳极，把电子e留给阳极，放出Cl2。阴极：还原反应阳极：氧化反应电池反应：整个电池通过界面上的化学反应把电子导电和离子导电连接起来，形成闭合回路3．法拉第定律(1)在电极上发生化学反应的物质量与通入的电量成正比；(2)若几个电池串联，通入电量后，在各个电池的电极上发生化学反应物质的电荷物质量相等。数学表达式:Q:通入的电量F:法拉第常数，即反应1mol电荷物质所需电量1F=96500库仑/摩尔n:在电极上起化学反应物质的量z:电极反应离子的电荷数(电子转移数)物质量（mol）电极反应电子转

3、移数zn1H+H++e=1/2H2112H+H++e=1/2H2121Zn2+Zn2++2e=Zn222Zn2+Zn2++2e=Zn24例：将两个银电极插入硝酸银溶液，通以0.2安培的电流30分钟，求在阴极上析出银的克数。解：电极反应：通入的总电量：电极上起化学反应物质的量：析出Ag的质量：m=n×MAg=0.00373×107.88=0.403g二、电导、电导率和摩尔电导率1．电导、电导率电导:单位：西门子（S）或欧姆-1（Ω-1）电导率:两极相距1m，电极面积为1m2,即1m3电解质溶液所具有的电导。S·m-1。令：

4、K为电导池常数l:导体的长度或电解质溶液中两极间的距离；A:导体的截面积或电解质溶液中电极的极面积ρ:电阻率，Ω·m,影响电导率的因素：电解质的种类电解质的浓度温度S·m-12．摩尔电导率摩尔电导率相当于固定了电解质的量都是1mol，对于浓度不同的电解质，当物质量都是1mol时，在相距一米的两平衡电极之间，溶液的体积是不同的体积与浓度的关系如何呢？定义:将一摩尔电解质溶液置于相距一米的两平衡电极之间，此时，电解质溶液的导电能力为摩尔电导率。（mol·m-3）若n为1molS·m2·mol-1注意:c的单位:mol﹒m-3

5、3.电导、电导率和摩尔电导率之间的关系例：298K时，将0.02mol·dm-3的KCl溶液放入电导池，测其电阻为82.4Ω，若用同一电导池充0.0025mol.dm-3的K2SO4溶液，测其电阻为326Ω，已知298K时，0.02mol·dm-3的KCl溶液的电导率为0.2768S．m-1（1）求电导池常数；（2）0.0025mol．dm-3的K2SO4溶液的电率；（3）0.0025mol．dm-3的K2SO4溶液的摩尔电导率。解：4．电导率、摩尔电导率与浓度的关系（1）电导率与浓度的关系a、强电解质变化规律：强电解质

6、的电导率随浓度的增大而增大，当达到最大值后又浓度的增大而减小b、弱电解质变化规律：电导率（К）随浓度变化不明显。（2）摩尔电导率与浓度的关系规律:强,弱电解质的摩尔电导率都随浓度增加而减小c越大,V越小,离子间引力增大a、强电解质:无限稀溶液的摩尔电导率实验表明：强电解质在无限稀的溶液中,摩尔电导率与浓度的平方根成直线关系无限稀电解质溶液的摩尔电导率，它为直线的截距，用实验数据做直线外推得到。c：浓度A：与电解质本性和温度有关的常数。b、弱电解质不能用外推方法求得5．柯尔劳许离子独立运动定律柯尔劳许作了大量的实验，发现这

7、样的规律：时,电解质全部解离说明:在无限稀的电解质溶液中，离子的导电能力不受共存离子的影响,离子运动是独立的求得：例：求解：[方法1]查表解：[方法2]三、电导测定的应用1．检测水的纯度理论计算纯水：普通蒸馏水：重蒸馏水：纯水本身有微弱的解离，和的浓度近似为，,纯水的电导率事实上，水的电导率小于就认为是很纯的了，有时称为“电导水”，若大于这个数值，那肯定含有某种杂质。除杂质的方法较多，根据需要，常用的方法有：(1)用不同的离子交换树酯，分别去除阴离子和阳离子，得去离子水。(2)用石英器皿，加入和，去除及有机杂质，二次蒸馏

8、，得“电导水”。2．计算弱电解质的电离度和电离平衡常数弱电解质部分解离→无限稀的弱电解质全部解离→例：对于1-1价键型的电解质HAc：AB=A++B-达平衡时：c-cαcαcα平衡常数：代入解：例：把浓度为15.81mol﹒m-3的HAc溶液注入电导池，已知电导池常数K为13.7m-1，此时测得电阻为655Ω，查表计