7 第七章 电化学(一).ppt

物理化学电子教案—第七章 第七章 电化学(电解质溶液) §7.1 电化学中的基本概念和电解定律 正极、负极、 阴极、阳极 Faraday电解定律 荷电粒子基本单元的选取 Faraday电解定律的意义 §7.2 离子的电迁移率和迁移数 离子电迁移的规律： 离子的电迁移率和迁移数 离子迁移数的定义 2．界面移动法 3．电动势法 §7.3 电解质溶液的电导 电导、电导率、摩尔电导率 电导率的定义示意图 基本质点的选取 电导的测定 电导池常数（cell constant） 电导率、摩尔电导率与浓度的关系 摩尔电导率与浓度的关系 弱电解质的 与 c 的关系 离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 电导测定的一些应用 §7.4 电解质的平均活度和平均活度因子 电解质的平均活度和平均活度因子 离子强度 将上式改写成 以 作图，从截距和斜率求得 和 值。 这就是俄国物理化学家Ostwald提出的定律，称为Ostwald稀释定律 （3）测定难溶盐的溶解度 难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为 运用摩尔电导率的公式就可以求得难溶盐饱和溶液的浓度 难溶盐本身的电导率很低，这时水的电导率就不能忽略，所以： 的值可从离子的无限稀释摩尔电导率的表值得到 （4）电导滴定 在滴定过程中，离子浓度不断变化，电导率也不断变化，利用电导率变化的转折点，确定滴定终点。 电导滴定的优点是不用指示剂，对有色溶液和沉淀反应都能得到较好的效果，并能自动纪录。 电解质的平均活度和平均活度因子 离子强度 当溶液很稀，可看作是理想溶液， ，则： 非电解质化学势表示式 把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁移数（transference number）用符号 表示。 是量纲一的量，单位为1，数值上总小于1。 由于正、负离子迁移的速率不同，所带的电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。 其定义式为： 迁移数在数值上还可表示为： 负离子应有类似的表示式。如果溶液中只有一种电解质，则： 如果溶液中有多种电解质，共有 i 种离子，则： 设相距为l、面积为A的两个平行惰性电极，左方接外电源负极，右方接正极，外加电压为E。在电极间充以电解质 的溶液，它的浓度为c( ), 解离度为 。 离子的电迁移 l 设正离子迁移速率为 ，单位时间向阴极方向通过任意截面 的物质的量为 ，所迁移的电量为 ，因为是单位时间，所以： 同理 因为溶液是电中性的，所以 （ ，电场梯度相同） 1．Hittorf 法 在Hittorf迁移管中装入已知浓度的电解质溶液，接通稳压直流电源，这时电极上有反应发生，正、负离子分别向阴、阳两极迁移 小心放出阴极部（或阳极部）溶液，称重并进行化学分析，根据输入的电量和极区浓度的变化，就可计算离子的迁移数。 通电一段时间后，电极附近溶液浓度发生变化，中部基本不变 离子迁移数的测定 在界移法的左侧管中先放入 溶液至 面，然后小心加入HCl溶液，使 面清晰可见。 通电后 向上面负极移动， 淌度比 小,随其后，使 界面向上移动,通电一段时间移动到 位置。 界移法比较精确，也可用来测离子的淌度。 根据毛细管内径、液面移动的距离、溶液浓度及通入的电量，可以计算离子迁移数。 毫安培计 开关 电源 可变电阻 电量计 界面移动法测定迁移数的装置 设毛细管半径为 ，截面积 与 之间距离为 ，溶液体积 。 迁移的电量为 ， 的迁移数为： 在这个体积范围内， 迁移的数量为 ， 在电动势测定应用中，如果测得液接电势值，就可计算离子的迁移数。 以溶液界面两边都是相同的1-1价电解质为例， 由于HCl浓度不同所产生液接电势 的计算式为 已知 和 ，测定 ，就可得 和 的值（见下章） 电导、电导率、摩尔电导率 电导的测定 电导率、摩尔电导率与浓度的关系 离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 电导测定的一些应用 电导（electric conductance） 电导是电阻的倒数 电导 与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比 电导的单位为 或 电导率（electrolytic conductivity） 因为 比例系数 称为电导率。 电导率相当于单位长度、单位截面积导体的电导 电导的单位是 或