第3章-液态电解质与固态电解质.pptxVIP

1电化学原理高鹏

哈尔滨工业大学（威海）第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第1页。

2第3章液态电解质与固态电解质3.1电解质溶液与离子水化3.2电解质溶液的活度3.3电解质溶液的电迁移3.4电解质溶液的扩散3.5电解质溶液的离子氛理论3.6无机固体电解质3.7聚合物电解质3.8熔盐电解质第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第2页。

33.1电解质溶液与离子水化电解质是电化学体系中实现离子导电的基本结构单元，包括电解质溶液、熔融电解质、室温离子液体、无机固体电解质、聚合物电解质等。化合物离解成离子形式存在的溶解态系统称为电解质溶液。在电场作用下由于离子的移动而具有导电性的固态物质为固体电解质。第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第3页。

4溶液中电解质的分类结构离子晶体，真实的电解质共价键化合物,可能的电解质解离度的大小强电解质和弱电解质电解质在溶液中所处的状态非缔合式,自由移动的离子缔合式,除了单个的可自由移动的离子外，还存在以化学键结合的未解离的分子，或者是由两个或两个以上的离子靠静电作用而形成的缔合体。第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第4页。

5水的结构水分子中氧原子的6个2s和2p电子能够形成４个sp3杂化轨道。其中两个轨道与氢的1s电子形成O—H键，另外两个轨道每个轨道有一对孤对电子。第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第5页。

6水的结构第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第6页。

7离子水化离子与水分子的相互作用：1.水分子在离子周围取向，可自由移动的水分子减少了。2.紧靠离子的部分水分子与离子缔合，能与离子一起移动，相应地增大了离子的体积。3.水分子的原有缔合度遭到部分破坏。第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第7页。

8离子水化离子水化：由于离子与水的作用而引起离子与水结构上的总变化称为离子水化。离子水化数：离子周围存在着一个对水分子有明显电场作用的空间（几纳米），在这个空间内含有的水分子数称为离子水化数。第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第8页。

9离子水化第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第9页。

10离子水化原水化：溶液中紧靠离子的第一层水分子与离子结合得比较牢固，它们基本上能与离子一起移动，不受温度的影响。这部分水化作用称为原水化。它所包含的水分子数目称为原水化数。二级水化：第一层以外的水分子也受到离子的吸引作用，使水的原有结构遭到破坏，但与离子联系得比较松散，温度对它的影响很大，这部分水化作用叫做二级水化。它所包含的水分子数目称为二级水化数。第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第10页。

11离子水化第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第11页。

123.2电解质溶液的活度（1）理想溶液(idealsolution)热力学定义:若溶液中任一组分在全部浓度范围内 (0≦xi≦1)均服从拉乌尔定律,则其为理想溶液. pA=pA*xA pA：在定温下,稀溶液溶剂的蒸汽压pA*：相同温度下纯溶剂的饱和蒸汽压.xA：溶剂的物质的量分数第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第12页。

13两种物质混合在一起形成溶液时，若它们混合前后的体积无变化，而且混合后无任何热效应，则所形成的溶液为理想溶液。理想溶液不要求分子体积为零,但要求各种分子的大小,形状相似.许多实际溶液体系性质很接近理想溶液:同系物混合所组成的溶液, 同分异构体所组成的溶液等也可将非电解质的无限稀溶液看作是一种理想溶液第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第13页。

14（2）化学势定义:恒温恒压下，向指定组成体系中加入微量组份所引起的吉布斯自由能的改变。非体积功为零时，化学势是多相系统中物质转移方向和限度的判据i物质自发地从?i高的相向?i低的相转移相平衡时，每一组分在各相中的化学势必定相等第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第14页。

15（3）理想溶液中某组分i的化学势μi:某一温度和压力下理想溶液中某组分i的化学势μx,iθ:与溶液同温同压下组分i的标准态下的化学势第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第15页。

16（4）真实溶液中某组分i的化学势路易斯提出笼统地用一个新函数活度来代替物质的量分数。可以认为活度是有效浓度。第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第16页。

17第3章-液态电解质与固态电解质全文共48页，当前为第17页。

18（5）溶质的三种浓度标度及相应化学势x