高等教育出版社：《物理化学》课程电子教案（PPT课件）第七章 电化学

第七章电化学离子的迁移电解质溶液电导电导测定应用示例活度和活度系数强电解质溶液理论管请光排放育十一王按水微报及站可逆电池可逆电池热力学物理化学简明教程电极电势计算电动势（第四版）电池电动势应用#回热发高正饰正州：聘电极的极化电解时的电极反应金属腐蚀与防护化学电源简介高事教高风版社高等教育出版社高等教育电子音像出版社

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$7.1离子的迁移1.电解质溶液的导电机理2.法拉第定律3.离子的迁移数退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 2 §7.1 离子的迁移 1.电解质溶液的导电机理 2.法拉第定律 3.离子的迁移数

原电池△G0X负载电极口+H2+/多孔隔膜188888888电解质溶液NaOH阳阴ZnSO4CusO石棉隔膜H,0(1)→H2(g) +1O2(g)△G = - 212 kJ-mol-1△G =237.2 kJmol-1原电池电解池电极：一般都由金属制成，属于电子导体(第一类导体电解质溶液：离子导体（第二类导体）。3退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 3 化学能 原电池G 0 G = – 212 kJmol-1 电极：一般都由金属制成, 属于电子导体(第一类导体) H2O(l)⎯→H2 (g) +O2 (g) G =237.2 kJmol-1 电解质溶液：离子导体(第二类导体)。 H2 ← →O2 石棉隔膜 NaOH A V Fe 阴 Ni 阳 Zn Cu ZnSO4 CuSO4 – + 负载 多 孔 隔 膜 电极 电解质 溶液 电能 原电池 电解池

1.电解质溶液的导电机理合闸电解池电解池正极的电势高；负极的电势低。(1)电场力作用下:H+→向负极迁移CI→向正极迁移退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 4 (1) 电场力作用下： H+ → 向负极迁移 Cl- → 向正极迁移 1. 电解质溶液的导电机理 电解池: 正极的电势高； 负极的电势低。 电解池 合闸

负极正极H2(2)界面上负极2H+ +2e→>H正极2Cl--2e→ClH+2HCI→H2 +Cl2（3）电流在界面上连续，构成回路结果：电源做功W=Q电量V电压；系统(AG)T,p>0若可逆进行：（AG)rp= W,=Q电量 E退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 5 负 极 正 极 H+ e Cl￾e 2HCl⎯→H2 +Cl2 (2) 界面上： 负极 2H+ +2e ⎯→H2 正极 2Cl- −2e ⎯→Cl2 结果：电源做功W’= Q电量 V电压; 系统(G)T,p>0 若可逆进行： (G)T,p= Wr ’= Q电量 E (3) 电流在界面上连续，构成回路 e e H2 Cl2

原电池通入叫通入出e负极正极(1)界面上自发反应:Cl,H2H2(g)+Cl2(g)→>2HCle负极:H,-2e→2H+正极:Cl +2 e→2Cl-H+迁移(2）接通外电路，由于电势差，产生电流(3）进入溶液的离子定向迁移，构成回路结果：系统(AG)Tp<0;电池做功W=－Q电量V电压 1若可逆进行：（AG)rp= WI=-Q电量 E退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 6 负 极 正 极 H+ e Cl￾e e e (2) 接通外电路，由于电势差，产生电流 (3) 进入溶液的离子定向迁移，构成回路 结果：系统(G)T,p<0; 电池做功W= – Q电量 V电压； 若可逆进行： (G)T,p= Wr = – Q电量 E (1) 界面上自发 反应： H2 (g)+Cl2 (g)⎯→2HCl 负极:H2 − 2e ⎯→2H+ 正极:Cl2 +2 e ⎯→2Cl￾H2 Cl2 迁移 通 入 H2 通 入 Cl2 原电池

结论1)电解质溶液的导电机理：①电流通过溶液是由正负离子的定向迁移来实现的；②电流在电极与溶液界面处得以连续，是由于两电极上分别发生氧化还原作用时导致电子得失而形成的。结果实现了化学能和电能之间的转换2)电极命名法：负极(电势低)正极(电势高)原电池阴极(还原极）阳极(氧化极）电解池阳极(氧化极)阴极（还原极）退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 7 结论 (1)电解质溶液的导电机理： (2)电极命名法： ①电流通过溶液是由正负离子的定向迁移来实现的； ② 电流在电极与溶液界面处得以连续，是由于两电极上分 别发生氧化还原作用时导致电子得失而形成的。 结果实现了化学能和电能之间的转换。 正极(电势高) 负极(电势低) 原电池 阴极(还原极) 阳极(氧化极) 电解池 阳极(氧化极) 阴极(还原极)

2.法拉第定律当电流通过电解质溶液时，通过电极的电量O与发生电极反应的物质的量n成正比。即O=nF其中 :n:电极反应时得失电子的物质的量F:为法拉第常数F-Lxe=6.022×1023×1.6022 ×10-19=96485 C ·mol-1Faraday通常取值为1F=96.5kC·mol-1退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 8 2. 法拉第定律 当电流通过电解质溶液时，通过电极的电量Q与 发生电极反应的物质的量n成正比。即Q=nF Faraday 其中： n:电极反应时得失电子的物质的量 F:为法拉第常数 F =L  e =6.02210231.6022 10-19 =96485 C mol-1 通常取值为1F＝96.5kC·mol-1

电量计（库仑计）以电极上析出（固体或气体）或溶解的物质的量测定电量。如：铜电量计，银电量计和气体电量计。例：阴极上析出0.4025g银，则通过的电量为：Q=nF=(0.4025/107.9) x96500C=360.0C阴极上析出0.2016g铜，则通过的电量为：Q=nF=(0.2016/63.6) x2 x96500C=611.8C8退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 9 例：阴极上析出0.4025g银，则通过的电量为： Q=nF=(0.4025/107.9) 96500C=360.0C 阴极上析出0.2016g铜，则通过的电量为： Q=nF=(0.2016/63.6) 2 96500C=611.8C 电量计（库仑计） 以电极上析出（固体或气体）或溶解的物质 的量测定电量。如：铜电量计，银电量计和气体 电量计

3. 离子的迁移数溶液中离子的浓度为c+，C.，离子迁移速率u+，u单位时间内通过溶液某一截面的电量为Q=Q++Q电极1日-IT+极H+2定义t+=Q+/Q,t.=Q./QQU+Qu.+uQ.=z.c.u.FAQ+=z+C+u+FAQuQ=Q++Q.=z+c+u+FA+ z.cuFAQu,+u_任何电解质中：z+c+=z.c10退出返回目录第七章电化学

第七章 电化学 返回目录 退出 10 3. 离子的迁移数 定义 t+=Q+/Q, t -=Q- /Q Q+=z+c+u+FA Q-=z-c-u-FA Q= Q++Q-= z+c+u+FA+ z-c-u-FA 任何电解质中：z+c+=z-c- + − + + + + = = u u u Q Q t + − − − − + = = u u u Q Q t 单位时间内通过溶液某一截面的电量为Q=Q++Q- 溶液中离子的浓度为c+ , c-，离子迁移速率u+ , u- 电 极 2 电 极 1 H+ Cl H+ - H+