《物理化学》课程教学资源（讲稿）第十章 电化学

物理化学 电解质溶液理论

物 理 化 学 电解质溶液理论

电化学 电化学是研究化学能和电能的相互转化及其规律的科学。 电化学的应用 热力学参数的测定:△U、△H、△G、△S 科学 研究 分析化学中的应用:pH法、电导法、极谱 应用 分析、电泳分析等 分析仪表:各种电化学传感器 工业 电解制备:烧碱、H2、Na、烧Cu、Ag、Au等 生产 电池:一次电池、二次电池等

电 化 学 •电化学是研究化学能和电能的相互转化及其规律的科学。 •电化学的应用 • 应用 科学 研究 工业 生产 热力学参数的测定:△U、△H、△G、△S 分析化学中的应用:pH法、电导法、极谱 分析、电泳分析等 分析仪表：各种电化学传感器 电解制备：烧碱、H2、Na、烧Cu、Ag、Au等 电池：一次电池、二次电池等

电化学的研究内容 1、电解质溶液理论(离子活度理论,电导理论等) 2、电化学平衡(可逆电池、电极电势、电动势、 可逆电池电动势同热力学函数的关系等) 3、电极过程动力学(从动力学角度阐明电极反应 的细节) 4、实用电化学(包括电化学腐蚀及防护,电 分析研究等)

电化学的研究内容 1、电解质溶液理论(离子活度理论，电导理论等) 2、电化学平衡(可逆电池、电极电势、电动势、 可逆电池 电动势同热力学函数的关系等) 3、电极过程动力学(从动力学角度阐明电极反应 的细节) 4、实用电化学（包括电化学腐蚀及防护，电 分析研究等）

§1电化学( Electrochemistry)绪论 1.基本概念 2.法拉第定律 原电池 电解池 正极、负极 阴极、阳极 两类导体 电化学研究对象

§1 电化学(Electrochemistry)绪论 1. 基本概念 •原电池 •电解池 •正极、负极 •阴极、阳极 •两类导体 •电化学研究对象 2. 法拉第定律

VOLTAIC CELL ELECTROLYTIC CELL Energy is released from Energy is absorbed to drive spontaneous redox reaction nonspontaneous redox reaction System does work on Surroundings (power supply) surroundings do work on system(cell) Surroundings Power Anode (Load) Cathode Anode supply Cathode (oxidation) (reduction) (oxidation) (reduction) Energy Energy () Electrolyte Electrolyte X+ Electrolyte Y with A and B+ Oxidation half-reaction Oxidation half-reaction Ⅹ—-X++e A A+e Reduction half-reaction Reduction half-reaction e-+Y+→Y e" +B+ B Overall (cell)reaction Overall (cell)reaction x+y X++Y;△G0

电极的分类 正极:电势高的极称为正极 负极:电势低的极称为负极。 阴极:( Cathode)发生还原作用的 极称为阴极。 阳极:(Anoe)发生氧化作用的极 称为阳极

电极的分类 正极：电势高的极称为正极。 负极：电势低的极称为负极。 阴极：(Cathode)发生还原作用的 极称为阴极。 阳极：(Anode)发生氧化作用的极 称为阳极

高子迁移方向 离子的定向迁移和电极反应同时 进行。 阴离子迁向阳极 Anion→) Anode 阳离子迁向阴极: Cation→ Cathode

离子迁移方向 离子的定向迁移和电极反应同时 进行。 阴离子迁向阳极: Anion ® Anode 阳离子迁向阴极: Cation ® Cathode

两类导体 1.第一类导体又称电子导体,如金属、石墨等 A.自由电子作定向运动而导电; B.导电过程中导体自身不发生化学变化; C.温度升高,电阻也升高,导电能力下降; D.导电总量全部由电子承担。 2.第二类导体又称离子导体,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导电过程中电极相界面上发生化学变化 C.温度升高,电阻下降,导电能力增加; D.导电总量分别由正、负离子分担

两类导体 1. 第一类导体 又称电子导体，如金属、石墨等。 A.自由电子作定向运动而导电； B.导电过程中导体自身不发生化学变化； C.温度升高，电阻也升高，导电能力下降； D.导电总量全部由电子承担。 ⒉ 第二类导体 又称离子导体，如电解质溶液、 熔融电解质等。 A.正、负离子作反向移动而导电； B.导电过程中电极相界面上发生化学变化； C.温度升高，电阻下降，导电能力增加； D.导电总量分别由正、负离子分担

电化学研究对象 电化学体系由两类导体共同完成电流 的传递,导体间电流传递任务的交接是在 电极界面上完成,途径为电极反应: 例如:Cu2+2e→Cu(S) 电极界面上电极反应的发生以及电解质 溶液中离子的移动都是电化学重要的研究 对象

电化学体系由两类导体共同完成电流 的传递，导体间电流传递任务的交接是在 电极界面上完成，途径为电极反应： 例如：Cu2++2e-→ Cu(S) 电极界面上电极反应的发生以及电解质 溶液中离子的移动都是电化学重要的研究 对象。 电化学研究对象

法拉第定律 Faraday's Law (1833) 1.电解过程中两电极上产生或消耗的 物质的量与通入的电量成正比; 2.若将几个电解池串联,通入相同的 电量后,在各电极上发生反应的物质 的量等同,析出物质的质量与其摩尔 质量成正比

法拉第定律 Faraday’s Law（1833） ⒈ 电解过程中两电极上产生或消耗的 物质的量与通入的电量成正比； ⒉ 若将几个电解池串联，通入相同的 电量后，在各电极上发生反应的物质 的量等同，析出物质的质量与其摩尔 质量成正比