物理化学南京大学章电解质溶液.pptxVIP

物理化学南京大学章电解质溶液第1页/共104页 2023/7/9电能 化学能电解电池物理化学电子教案—第七章第2页/共104页 2023/7/9主要内容电化学的基本概念和法拉第定律第七章电解质溶液离子的电迁移和迁移数电导强电解质溶液理论简介第3页/共104页 2023/7/9 7.1 电化学的基本概念和法拉第定律（1）基本概念研究对象电化学用途两类导体正极、负极阴极、阳极原电池电解池电流效率（2）法拉第定律定律的文字表示法拉第常数定律的数学式粒子的基本单元例题第4页/共104页 2023/7/9 电化学研究对象电能 化学能电解电池 电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。第5页/共104页 2023/7/9电化学的用途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生物电化学第6页/共104页 2023/7/9两类导体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又称电子导体，如金属、石墨等。1. 第一类导体第7页/共104页 2023/7/9两类导体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⒉ 第二类导体 又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等。*固体电解质，如 等，也属于离子导体，但它导电的机理比较复杂，导电能力不高，本章以讨论电解质水溶液为主。第8页/共104页 2023/7/9正极、负极电势低的极称为负极，电子从负极流向正极。在原电池中负极是阳极；在电解池中负极是阴极。负极：电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。在原电池中正极是阴极；在电解池中正极是阳极。正极：第9页/共104页 2023/7/9阴极、阳极发生还原作用的极称为阴极，在原电池中，阴极是正极；在电解池中，阴极是负极。阴极：(Cathode)发生氧化作用的极称为阳极，在原电池中，阳极是负极；在电解池中，阳极是正极。阳极：(Anode)第10页/共104页 2023/7/9离子迁移方向离子迁移方向：阴离子迁向阳极阳离子迁向阴极第11页/共104页 2023/7/9原电池(galvanic cell)Cu2++2e-→ Cu(S)发生还原作用，是阴极。电流由Cu极流向Zn极，Cu极电势高，是正极。Cu电极：Zn(S)→Zn2++2e-发生氧化作用，是阳极。电子由Zn极流向Cu极，Zn极电势低，是负极。Zn电极：第12页/共104页 2023/7/9电解池(electrolytic cell)与外电源正极相接，是正极。发生氧化反应，是阳极。Cu(S)→ Cu2++2e-电极②：与外电源负极相接，是负极。发生还原反应，是阴极。Cu2++2e-→Cu(S)电极①：①②第13页/共104页 2023/7/9电流效率表示式（1）电流效率= ×100%理论计算耗电量实际消耗电量表示式（2）电流效率= ×100%电极上产物的实际量理论计算应得量第14页/共104页 2023/7/9法拉第定律的文字表述Faraday’s Law⒈ 在电极界面上发生化学变化物质的质量 与通入的电量成正比。⒉ 通电于若干个电解池串联的线路中，当所取的基本粒子的荷电数相同时，在各个电极上发生反应的物质，其物质的量相同，析出物质的质量与其摩尔质量成正比。第15页/共104页 2023/7/9法拉第定律的数学表达式 取电子的得失数为 z，通入的电量为 Q，则电极上发生反应的物质的量 n 为： 电极上发生反应的物质的质量 m 为：或第16页/共104页 2023/7/9法拉第常数F=L·e 法拉第常数在数值上等于1 mol元电荷的电量。已知元电荷电量为=6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C =96484.6 C·mol-1≈96500 C·mol-1第17页/共104页 2023/7/9荷电粒子基本单元的选取 根据法拉第定律，通电于若干串联电解池中，每个电极上析出物质的物质的量相同，这时，所选取的基本粒子的荷电绝对值必须相同。例如：荷一价电阴极 阳极荷三价电阴极 阳极荷二价电阴极 阳极第18页/共104页 2023/7/9荷电粒子基本单元的选取例题： 通电于 溶液，电流强度 ， 析出 。已