兰州交通大学：《物理化学》课程PPT教学课件（讲稿）第7章 电化学

第七章 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。 电化学在化学化工（如无机电解工业、 有机电解工作、化学电源)、生命科学（如 细胞、蛋白)、材料学科（如材料的制造与 性质)等领域中有着重要的作用，电化学 工业已成为国民经济中的重要组成部分。 1

电化学在化学化工(如无机电解工业、 有机电解工作、化学电源)、生命科学(如 细胞、蛋白)、材料学科(如材料的制造与 性质)等领域中有着重要的作用，电化学 工业已成为国民经济中的重要组成部分

如蓄电池、干电池、锂电池、氧化银电 池等电池，它们的基本原理都是将化学能转 变为电能。 铜导线 软木塞 Zn Cds0,的 饱和溶液 CuSO lmol·kg 1mol.kg -CdS0,·gH,0 cdso,·H0 Hg+Hg2SO. Cd-Hg齐 --Hg 阳极 也阴极 铜-锌电池 韦斯顿标准电池 2

铜-锌电池 韦斯顿标准电池 如蓄电池、干电池、锂电池、氧化银电 池等电池，它们的基本原理都是将化学能转 变为电能

许多有色金属以及稀有金属的治炼和精 炼基本上都采用电解方法。 电源 R M + 阳极 阴极 © 电解装置示意图 3

电解装置示意图 许多有色金属以及稀有金属的冶炼和精 炼基本上都采用电解方法

交流电 食盐 [化盐 直流电 粗盐水 盐水精制 上 精盐水 回收盐水 电解 湿氢气 湿氯气 电解碱液 洗涤输送 怜却干燥输送 儿蒸发 于氢气 干氯气 液孩一藤葱固肤 30% 用户 用户 用户 用户 氯碱工业中隔膜法生产流程图 4

氯碱工业中隔膜法生产流程图

Imol-L-H,SO 阴极液 AN+ADN+OS AN+ADN AN AN 极液 阴极液 电解槽 萃取塔 H,0 脱出器 ADN 真空蒸馏 QS浓缩器 QS+H,O QS+H,O ADN AN.丙烯腈；ADN.己二腈；QS.四乙铵硫酸乙酯 己二腈生产流程图 5

§7.1 电解质溶液的导电机理和法拉 第定律 电解质溶液理论（如离子互吸、离 子水合、离子缔合、电导理论、 电离平衡等) 1.电化学 电化学平衡（如可逆电池、电极电 所研究的 势、电动势以及可逆电池电动势 与热力学函数之间的关系等 主要内容 电极过程（如从动力学的角度去阐 明电极上所有发生的细节) 实用电化学（电化学原理在各有关 领域的应用，如半导体电化学、 燃料电池等 6

电解质溶液理论(如离子互吸、离 子水合、离子缔合、电导理论、 电离平衡等) 电化学平衡(如可逆电池、电极电 势、电动势以及可逆电池电动势 与热力学函数之间的关系等) 电极过程(如从动力学的角度去阐 明电极上所有发生的细节) 实用电化学(电化学原理在各有关 领域的应用，如半导体电化学、 燃料电池等) §7.1 电解质溶液的导电机理和法拉 第定律

另一种分类方法： 电化学 电解质溶液（导电机理 所研究的 可逆电池的电动势（原电池 主要内容 电解与极化 2.阴、阳极 (1)阴极：发生还原反应的电极 (2)阳极：发生氧化反应的电极 7

电化学 所研究的 主要内容 电解质溶液(导电机理) 可逆电池的电动势(原电池) 电解与极化 另一种分类方法： 2. 阴、阳极 (1) 阴极：发生还原反应的电极 (2) 阳极：发生氧化反应的电极

3.正、负极 (1)正极： 电势高的电极。 (2)负极：电势低的电极。 4.导体 能导电的物质称为导（电）体。 分类 了第一类导体（电子导体） 第二类导体（离子导体》 8

(2) 负极：电势低的电极。 4. 导体 能导电的物质称为导(电)体。 分类 第一类导体(电子导体) 第二类导体(离子导体) (1) 正极：电势高的电极

第一类导体（电子导体）：如金属、石 墨及某些金属的化合物等，它是靠自由电 子的定向运动而导电，在导电过程中自身 不发化学变化。当温度升高时由于导体物 质内部质点的热运动增加，因而电阻增大， 导电能力降低。 第二类导体（离子导体）：如电解质溶 液或熔融的电解质等。它依靠离子的定句 (即离子的定向迁移)而导电。当温度升 时，由于溶液的粘度降低，离子运动速度 加快，在水溶液中离子水化作用减弱等原 因， 9

第一类导体(电子导体)：如金属、石 墨及某些金属的化合物等,它是靠自由电 子的定向运动而导电，在导电过程中自身 不发化学变化。当温度升高时由于导体物 质内部质点的热运动增加，因而电阻增大， 导电能力降低。 第二类导体(离子导体)：如电解质溶 液或熔融的电解质等。它依靠离子的定向 (即离子的定向迁移)而导电。当温度升高 时，由于溶液的粘度降低，离子运动速度 加快，在水溶液中离子水化作用减弱等原 因，导电能力增强

5.电极反应、电池反应 电极反应：在电极上进行电子得（失）的氧 化还原反应 阴极反应：在阴极上发生得电子的还原 反应 阳极反应： 在阳极上发生失电子的氧化 反应 电池反应： 电池的总反应一两个电极反应 的总结果（之和 10

电极反应：在电极上进行电子得(失)的氧 化还原反应 阴极反应：在阴极上发生得电子的还原 反应 阳极反应：在阳极上发生失电子的氧化 反应 电池反应：电池的总反应—两个电极反应 的总结果(之和)