物理化学-电化学(一).ppt

第八章电化学

什么是电化学？

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。

;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

;〔一〕电解质溶液;§8-1导体的分类

1.第一类导体电子导体

如金属、石墨等。

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

;⒉第二类导体离子导体

如电解质溶液、熔融电解质等。

a.正、负离子作反向移动而导电

b.导电过程中有化学反响发生

c.温度升高，电阻下降

d.导电总量分别由正、负离子分担

;§8-2电解质溶液的导电机理

;法拉第定律的文字表述及数学表达式

文字表述

⒈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通电于假设干个电解池串联的线路中，当所取的根本粒子的荷电

数相同时，在各个电极上发生反响的物质，其物质的量相同，析出物

质的质量与其摩尔质量成正比。

数学表达式

通过电极的电量正比于电极的反响进度与电极反响电荷数

的乘积：Q=ZFξ

法拉第常数在数值上等于1mol元电荷的电量。

F=L·e=6.022×1023mol-1×1.6022×10-19C

=96484.6C·mol-1≈96500C·mol-1;例8-1：通电于Au(NO3)3溶液，电流强度I=0.025A，析出Au(s)单质的质量为1.20g。Au的平均分子量为197。求：

⑴通入的电量Q；⑵通电时间t。;电量计;§8-2离子迁移数

电迁移：离子在电场作用下而引起的运动。;电迁移的总结果：

阴极区内电解质减少的物质的量等于负离

子迁出阴极区物质的量〔阴迁阴〕。

阳极区内电解质减少的物质的量等于正离

子迁出阳极区物质的量〔阳迁阳〕。

中间区电解质的数量不变。;离子的迁移数

离子的迁移数定义：某种离子迁移的电量

与通过溶液的总电量之比。用符号t表示。

假设溶液中只有一种正离子和一种负离子，那么：

;

测定迁移数的方法(主要介绍希托夫法)

;测定装置

;分析：通电后阳极区的水量不变;§8-3电导和电导率

;;;

;P293例8-4分析;;3摩尔电导率与浓度的关系;4离子独立移动定律;;根据离子独立运动定律，可以应用强电解无限稀释摩尔电导率计算弱电解质无限稀释摩尔电导率。;5电导测定的应用;〔2〕计算难溶盐的溶解度;〔3〕电导滴定;〔4〕检验水的纯度;§8-3德拜-休格尔极限公式;假设电解质的质量摩尔浓度为b，那么：;a+、a-和r+、r-分别代表阳离子、阴离子的

活度和活度因子〔或活度系数〕;注：在电解质溶液中，阴、阳离子是同时存在，尚无实验方法可以测定单个离子的活度及活度因子；平均离子活度及平均离子活度

因子可以通过实验方法求得;2.离子强度I〔反映浓度、价型的影响〕;3.德拜-休格尔极限公式;§7.5可逆电池及其电动势测定;1.可逆电池;该电池离子迁移不可逆，有不同电解溶液〔ZnSO4、CuSO4〕;充电和放电时的电池反响不同——不可逆;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;