普通化学课件第四章.ppt

原电池的电动势就是两个电极之间的电极电势之差，用E表示。 电极电势代数值较大的电极为正极，电极电势代数值较小的电极为负极。 电池电动势等于两电极的电极电势之差，即 若氧化还原电对的电极电势代数值越小，则该电对中的还原型物质越易失去电子，是较强的还原剂，其对应的氧化型物质就越难得到电子，是较弱的氧化剂。 若电极电势的代数值越大，则该电对中氧化型物质是较强的氧化剂，其对应的还原型物质就是较弱的还原剂。 电解池（电解槽）是将电能转变为化学能的装置。 例如电解0.1 mol?dm?3 NaOH溶液 电解时由于分解产物在电极上形成原电池产生的反向电动势，称为理论分解电压，用E理分表示。 此电池电动势的方向和外加电压相反。显然，要是电解顺利进行，外加电压必须克服这一反向电动势。理论上要加1.23 V的直流电即可。故1.23 V称为理论分解电压。 实际上，施加1.23 V电压时，电解池的电流极小且变化很不显著，水的分解基本没有发生。 当电压超过1.70 V后，电流迅速增大。这时两极产生大量气泡，电解反应明显发生。 在阳极上析出的是电极电势代数值小的还原态物质，在阴极上析出的是电极电势代数值大的氧化态物质。 例如用石墨电极电解Na2SO4水溶液。 在阳极OH?和SO42?可能放电，还有金属电极可能溶解。此时首先是金属电极溶解； 在阴极有H+和Ni2+可能放电，按上述规律应是Ni2+离子放电，在阴极有金属镍析出。 三、计算题 298.5K时，将电对MnO4-/Mn2+和Cu2+ /Cu组成原电池，已知pH=1，c(MnO4-)=c (Mn2+)=1.0mol·dm-3, c (Cu2+)=0.01mol·dm-3 (1)计算原电池的电动势 (2)写出原电池符号 (3)写出标准平衡常数表达式，并计算298.15K时的标准平衡常数 (4)分别计算298.15K时反应的 本章小结 阳极： 阴极： 电池反应： 电解 例如 用金属镍做电极电解NiSO4水溶液。 以被镀零件为阴极材料，利用电解原理将金属镀在零件表面上的过程。 4.6.4 电解的应用——电镀 1. 电镀 电镀装置主要由 阳极、阴极、电解液 三部分组成。 镀层 阳极镀层 阴极镀层 镀层 防护性镀层 防护装饰性镀层 功能镀层 2. 镀层的分类 (1) 按照基体金属和镀层的电化学关系。 (2) 按照镀层的用途。 * * 4.7.1 金属腐蚀的分类 4.7 金属的腐蚀与防护 1. 化学腐蚀 2. 电化学腐蚀 当金属与电解质溶液接触时，由于电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。 单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。 金属腐蚀：当金属与周围介质接触时,由于发生化学作用或电化学作用而引起金属的破坏。 化学腐蚀是发生在金属的表面，受温度影响很大。 例如，钢材在高温下容易被氧化，生成一层由FeO、 Fe2O3 、 Fe3O4组成的氧化皮，同时发生脱碳现象。 电化学腐蚀不仅发生在金属表面，而且可以深入到金属内部。 例如:钢铁在各种酸类，碱类及盐类溶液中的腐蚀等都是电化学腐蚀。 电化学腐蚀与化学腐蚀的区别： 当介质的酸性较大、在酸性土壤中(pH4)、 钢铁酸洗时，阴极主要析出氢气。 腐蚀电池的反应为: 阴极：2H + (aq) + 2e? = H2 (g) 阳极：Fe ?2e? = Fe2+ Fe2+ OH? 2e? 2H+ H2 杂质 Fe2+(aq) + 2OH?(aq) = Fe(OH)2 (s) 电化学腐蚀类型 析氢腐蚀 钢铁在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀 反应式如下: 阳极: 2Fe ? 4e?= 2Fe2+ 阴极: O2 + 2H2O + 4e? = 4OH? 2Fe2+ + 4OH? = 2Fe(OH)2 吸氧腐蚀 将较活泼金属或其合金连接在被保护的金属上，较活泼金属作为腐蚀电池的阳极而被腐蚀，被保护的金属得到电子作为阴极而不受腐蚀。常用牺牲阳极是Al、Zn和Mg的合金。该法常用于保护海轮外壳，锅炉和海底设备。 (1) 牺牲阳极保护法 4.7.2 金属腐蚀的防护方法 1. 阴极保护法 (2)外加电流法 在外加直流电的作用下，以废钢或石墨等难溶性导电物质为阳极，将被保护金属作为电解池的