应用电化学基础理论教学幻灯片.ppt

应用电化学  Applied electrochemistry;0.1.1 电化学的定义;广义的来说;0.1.2电化学的发展;C.现代电化学 ;0.1.2电化学的研究领域;国际电化学学会的专业分会;美国电化学学会的专业分会;什么是电化学 ;电化学的研究领域:;电化学应用范围很广，远远超出化学领域，电化学实际应用大致分为以下几个方面;(4)金属腐蚀和防护研究： 如电化学保护、缓蚀剂等;什么是电化学 ;(1)理解并掌握电化学的基本概念、基本原理、基本方程等基础知识;第一章 电化学基础理论;电化学体系的基本单元 ;Zn+Cu2+?Cu+Zn2+ ?G = – 212kJ?mol-1;电极：多相体系，为电子导体或半导体，实现电能的输入或输出，是实现电极反应的场所。;A. 工作电极(working electrode)(研究电极)要求： ;与工作电极组成回路，辅助电极上可以是气体的析出反应、工作电极反应的逆反应，使电解液组份不变，不显著影响研究电极上的反应，用离子交换膜等隔离两电极区以减小干扰。 ;一个已知电势、接近于理想不极化的电极，基本无电流通过。用于测定研究电极的电势，起着提供热力学参比、将工作电极作为研究体系隔离的作用。 ;1.1.2 隔膜(diaphragm) ;1.1.3电解质(electrolyte)溶液 ;A. 电解质（固体、液体、气体）分为四种： ;B. 有机溶剂应具有： ;电解质溶液的研究内容;复习：电导、电导率、摩尔电导率;1.电 导;2.电导率;3.电导率与浓度的关系; 虽然电导率k消除了电导池几何结构的影响，但k仍与溶液单位体积的质点数(浓度)有关。 因此，无论是比较不同种类电解质溶液在指定温度下的导电能力，还是比较同一电解质溶液在不同温度下的导电能力，都需固定被比较溶液所包含的质点数(浓度)。这就引入了物理量摩尔电导率－Λm 。 ;摩尔电导率（molar conductivity）;使用Lm时须注意：;5.摩尔电导率与浓度的关系;强电解质的 与c的关系;弱电解质的 与c的关系;6.电导池常数（cell constant）;7.电导的测定; 接通电源后,移动C点,使DGC线路中无电流通过，如用耳机则听到声音最小，这时D，C两点电位降相等，电桥达平衡。根据几个电阻之间关系就可求得待测溶液的电导。若先用标准液标定池常数,则可直接得到电导率。;8.测量溶液电导率应注意;9.无限稀释摩尔电???率;电解质;离子独立移动定律;弱电解质Lm∞的求取;离子Lm∞的获取;电解池;原电池;电化学装置(Electrochemical Device);电解池与原电池;电化学电解池(electrochemical cell)：包括电极、电解液、一个连通的容器。注意： ;电化学体系的基本单元 ;1.2.1 可逆电化学过程的热力学;2. 由电动势E及其温度系数求DrSm、DrHm和Qr;3.可逆电池等温可逆热Qr;4. E与活度的关系----能斯特方程;产物活度增大，电池电势减小； 产物活度减小，电池电势增大； 平衡时：?rGm= 0, E = 0;E? 与 K?：;标准电动势E?的热力学计算;标准电动势测定 －1.直接测定;例: 25℃电池(Pt)H2(g,py)|HBr(b)|AgBr-Ag(s) 的E和b如下，求Ey ;由德拜极限公式 ln ?? ? b1/2，?当b1/2 ?0，???1;E+0.05134㏑{b} /V 0.0720 0.0725 0.0730 0.074 b1/2/10-2mol1/2?kg-1/2 1.123 2.043 3.316 6.098;I0.01mol?kg-1时,可由Debye 极限公式求出??，再求Ey: 如b?=bHBr=1.262?10-4mol?kg-1 ，测得E=0.533 V I =1/2?bizi= b = 1.262?10-4 mol?kg-1 0.01 mol?kg-1;例： 在25℃时，电池;??=0.200;1.2.2不可逆电化学过程的热力学 ;W、Q不同，不可逆过程电功Wi,f为 ;等温、等压、?=1mol、不可逆电解反应，电功 Wi,f = -ZVF;思考题： 1、试说明参比电极应具有的性能和用途。 2、电化学极化、浓差极化的定义？ 3、说明H（焓）、F（亥姆霍兹自由能）、G（吉布斯自由能）、U（内能）之间的关系。 ;电化学体系的基本单元 ;⑴了解五种双电层理论模型； ⑵掌握电毛细管现象、零电荷电势和表面吸附现象。;电极反应过程：法拉第过程，非法拉第过程。;1.电极的电容和电荷 ;2.双电层理论概要 ;⑵扩散双电层模型： 20世纪初Gouy和Chapman提出，界面溶