第四章电化学解说.ppt

电化学的用途 引言 第一节 电解质溶液的导电性质 第一节 电解质溶液的导电性质 导电体（简称导体） 一般可分为两类：电子导体和离子导体。 第一类导体 又称电子导体，如金属、石墨等。 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 第二类导体 又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等。 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 电解质溶液的导电机理 电解质溶液的导电机理 电解质溶液的导电机理 电解质溶液的导电机理 电解质溶液的导电机理： 1. 电流在溶液中的传导由正负离子定向迁移而共同承担； 2. 由于两电极上所发生的氧化还原反应，导致电子得失，从而使电极与溶液界面处的电流得以连续。 二、法拉第定律 法拉第定律的意义 法拉第定律的意义 ⒈ 是电化学上最早的定量的基本定律，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。 电导池常数常用测量方法 电导池常数测量一般可采用下列方法： 一：标准溶液法 配制浓度准确的kcl溶液，测定其电导率D表与 K标相比较按下式求得J待： J待= K标／ D表 二：与标准电极（已知常数电极）比较法 用一已知常数电极与未知常数电极测量同一溶液的方法求得未知电极电导池常数。 J待· D待= J标· D标 J待= J标· D标／ D待 （二）电阻分压法 第四章：电化学 一：基本公式：1.法拉第定律 Q=nzF 2.离子迁移数 ti=qi/Q Σti=Σt++Σt-=1 3.摩尔电导率：Λm=к/c 4.科尔劳施经验式：Λm=Λ∞-A√C 5.离子独立运动定律：Λ∞m=Λ-∞m+Λ+∞m 6.奥斯特华德稀释定律：K=Λ2m/Λ∞m(Λ∞m-Λm) 7.ΔrSm=zF(δE/δT)P ΔrHm=-zEF+zEF(δE/δT)P QR=TΔrSm= zEF(δE/δT)P ΔrGm=-W′=-zEF 例题：将反应 Hg2+2(a1)+2Fe2+(a2)→2Hg(L)+2 Fe3+(a3)设计成电池，已知298K时：ψoHg2+2=0。788V ψoFe3+ Fe2+=0.771V F=96500 C·mol-1 求1.写出电极反应及电池的书面表达式. 2.计算298K时电池的Eo，该电池反应的ΔrGm；Ko 解：1.负极：2Fe2+(a2)-2e-→2Fe3+(a3) 正极：Hg2+2(a1)+ 2e-→2Hg(L) pt│Fe2+(a2), Fe3+(a3)││Hg2+2(a1)│Hg 2. Eo=ψo+-ψo-=0.788-0.771=0.017V ΔrGm=-zEF=-2·0.017·96500=-3280.5J·mol-1 ∵ΔrGom=-RTln Ko ln Ko=zEoF/RT ∴ln Ko=3280.5/8.314·298=1.324 Ko=3.76 * * 锌-石墨简易电池 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 电化学是研究电能与化学能之间相互转化及转化过程中的有关现象的科学。电化学发展史如下： 1799年伏打(Volta)创制了第一个原电池，有了直流电； 电解了水，电解制出了碱金属； 1833年法拉第总结出法拉第定律； 1870年创造了发电机，电解广泛应用于工业中； 今天电化工业已经成为国民经济中的重要组成部分；有色金属、稀有金属的冶炼和精炼采用电解，一些化工产品的制备(氢氧化钠、氯酸钾等)，在医药领域，人们采用电化学分析手段在临床与科研方向发挥了重要作用。 本章内容有：电解质溶液理论；电化学平衡；电极过程动力学；实用电化学。讲授内容仅限电解质溶液理论。 一、电解质溶液的导电机理 导电体（简称导体）一般可分为两类：电子导体和离子导体。 电子导体: 依靠自由电子的运动而导电，随温度升高，电阻增大。 离子导体: 依靠离子定向运动而导电，随温度升高，电阻减小。 纯水, 醋酸溶液和铬酸钾稀溶液的导电性 原电池: 将化学能转变为