3电解合成技术讲解.ppt

电解合成的发展;5.7.3.1 电解合成的发展;1833年发现了法拉第（Faraday）定律。 1870年电动机的发明的推动了电化学工业和电化学理论工作的进展。 19世纪70年代亥姆霍兹（Helmholtz）首次提出了双电层的概念； 随着电化学理论的进一步发展，1887年阿伦尼乌斯（Arrhenius）提出了电离学说。 1889年能斯特（Nernst）建立了电极电位的理论，提出了表示电极电位与电极反应各组分浓度间关系的能斯特公式； ;1905年塔菲尔（Tafel）测定了在各种金属上析氢的电化学反应速率，确定了电流密度与氢过电位关系，提出了电化学动力学的第一个定律--塔菲尔公式。 1923年，Debye-Hückel的电解质溶液理论， 1924年Stern构建的双电层模型，1930年前后提出了Butler－Volmer方程式和关于双电层的开创性研究成果。 BDM双电层模型的提出，量子电化学、半导体电化学、生物电化学、环境电化学等脱颖而出，电合成开??了新的发展里程。;在电解中调节电极电位，能提供高电子转移的功能，这种功能可以使之达到一般化学试剂所不具备的氧化还原能力，同时可改变电极反应速度； 控制电极电位和选择适当的电极、溶剂等方法，使反应按人们所希望的方向进行，故反应选择性高，副反应较少，可制备出许多特定价态的化合物，这是任何其它方法不能比拟的；;电化学反应所用的氧化剂或还原剂是靠电极上失电子或得电子来完成的，在反应体系中除原料和生成物外通常不含其他反应试剂。因此产物不会被污染，也容易分离和收集，因此，可得到收率和纯度都较高的产品。对环境污染少。 电化学过程的电参数（电流、电压）便于数据采集、过程自动化与控制，由于电氧化还原过程的特殊性，能制备出许多其它方法不能制备的物质和聚集态，而且电解槽可以连续运转。; 5.7.3.2 电解合成原理;（1） 电解质溶液的电导; 实验表明，电解质溶液的电导与两极间的距离l成反比，与电极面积A成正比，即： 式中，K为比例常数，称为电导率（亦称比电导）, 单位：Ω-1·cm-1。 将上式改写为 电导率的物理意义是电极面积各为1cm2，两电极相距1cm时溶液的电导，其数值与电解质种类、溶液浓度及温度等因素有关。; 不同种类的电解质，由于其正负离子的电量及其运动速度不同，而使其导电能力不同，即导电率不同。; 强电解质与弱电解质溶液的电导率随浓度的变化规律有所不同，强酸和强碱的电导率最大，盐类次之。 不论强、弱电解质，浓度增大时，电导率均呈现先增加后降低的趋势。; 在一定浓度范围内，随着电解质溶液浓度的增加，电解质溶液中导电质点数量的增加占主导，因而溶液的电导率随之增加；当浓度增加到一定程度后，由于溶液中离子间的距离减小，相互作用增强，使离子运动速度减小，电导率下降。 b. 摩尔电导(Λm) 摩尔电导是电化学的理论研究中经常采用的另一种表示电解质溶液导电能力的量度。其定义为：当距离为单位长度（1m）的平行电极间含有1mol电解质的溶液时，该溶液具有的电导称为溶液摩尔电导(Λm)。;它与电导率的关系为 即 式中，Λm为摩尔电导，Ω-1·m2·mol-1； κ是电导率，Ω-1·m-1； Vm为含有1mol电解质的溶液体积，m3·mol-1； c为电解质溶液浓度，mol· m-3。; 电导率、摩尔电导与浓度之间的关系见图3.2和图3.3。由图可见，强酸的电导率比较大，强碱次之，盐类较低，至于弱电解质乙酸的电导率就很低了。; 任意浓度的电解质溶液中，摩尔电导和极限摩尔电导之比 叫电导比。弱电解质的离解度α可认为等于 即 ;（3）离子电迁移率和迁移数; 当有电流通过电解质溶液时，移向阴极的阳离子和移向阳极的阴离子所分担的输送