上海应用技术大学（上海应用技术学院）：《物理化学》课程教学课件（讲稿）第七章 电化学

第七章 电化学 电解 电能 化学能 电池 0810

第七章 电化学 电能 化学能 电解 电池

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。 电化学的应用 1.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。 CuSO 0810W 2.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。 ZnSO4 3.电分析 4.生物电化学

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。 电化学的应用 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。 ⒊电分析 ⒋生物电化学 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

两类导体 1.第一类导体 ] 又称电子导体(electronic conductive boy),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 2.第二类导体又称离子导体(ionic conductive boy),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应发生 C.温度升高，电阻下降 D.导电总量分别由正、负离子分担 固体电解质，如AgBr、PbL,等，也属于离子导体，但 它导电的机理比较复杂，导电能力不高，本章以讨论电 解质水溶液为主

两类导体 1. 第一类导体 又称电子导体 (electronic conductive body ) ，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 又称离子导体 (ionic conductive body ) ，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应发生 C.温度升高，电阻下降 D.导电总量分别由正、负离子分担 *固体电解质，如 等，也属于离子导体，但 它导电的机理比较复杂，导电能力不高，本章以讨论电 解质水溶液为主。 Ag B 2 r 、 P b I

正极、负极 正极：电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。 负极：电势低的极称为负极，电子从负极流向正极。 阴极、阳极 阴极(Cathode):发生还原作用的极称为阴极， 在原电池中，阴极是正极；在电解池中，阴极 是负极。 阳极(4node):发生氧化作用的极称为阳极，在 原电池中，阳极是负极；在电解池中，阳极是 正极

正极、负极 正极：电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。 负极：电势低的极称为负极，电子从负极流向正极。 阴极、阳极 阴极(Cathode Cathode) ：发生还原作用的极称为阴极， 在原电池中，阴极是正极；在电解池中，阴极 是负极。 阳极(Anode)：发生氧化作用的极称为阳极，在 原电池中，阳极是负极；在电解池中，阳极是 正极

原电池(galvanic cell⑩ 0.810V Zn电极： Zn(S)→Zn2++2e 发生氧化作用，是阳极。 电子由Zn极流向Cu极，Zn 极电势低，是负极。 Cu电极： Cu2+2e→Cu(S) 发生还原作用，是阴极。电 流由Cu极流向Zn极，Cu极电 ZnSO4 Cu》w 势高，是正极

原电池(galvanic cell) Cu2++2e-→ Cu(S) 发生还原作用，是阴极。电 流由Cu极流向Zn极，Cu极电 势高，是正极。 Cu电极： Zn(S)→Zn2++2e- 发生氧化作用，是阳极。 电子由Zn极流向Cu极，Zn 极电势低，是负极。 Zn电极：

电解池(electrolytic cell 电极①： ② 与外电源负极相接，是负极。 发生还原反应，是阴极。 Cu2+2e→Cu(S) 电极②： 与外电源正极相接，是正极。 CuSO4 发生氧化反应，是阳极。 Cu(S)→Cu2++2e

电解池(electrolytic cell) ① ② 电极①： 与外电源负极相接，是负极。 发生还原反应，是阴极。 Cu2++2e-→Cu(S) 电极②： 与外电源正极相接，是正极。 发生氧化反应，是阳极。 Cu(S)→ Cu2++2e-

7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律 7.1.1电解质溶液的导电机理 电解质溶液(electrolyte solution) 正离子(positive ion) 负离子(negative ion), 离子迁移方向： 阴离子迁向阳极 Anion -Anode 阳离子迁向阴极 Cation -Cathode

7.1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律 7.1.1 电解质溶液的导电机理 电解质溶液 (electrolyte solution) 正离子(positive ion) 负离子(negative ion) 离子迁移方向： 阴离子迁向阳极 Anion → Anode 阳离子迁向阴极 Cation → Cathode

电 电子方向 电流方向 阳 极 极 电解池示款图 原电池示家图

7.1.2法拉第定律Faraday'sLw 通过电极的电量Q正比于电极反应的反应进度与 电极反应电荷数z的乘积。 电极反应： 氧化态+ze ·还原态 还原态 氧化态+ze Q-2F 法拉第常数F: F=Le=6.0221367×1023mo1×1.60217733×10-19C =96485.309Cmol-1 法拉第定律是电化学上最早的定量的基本定律， 揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。 该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。该 定律的使用没有什么限制条件

7.1.2 法拉第定律Faraday’s Law 通过电极的电量Q正比于电极反应的反应进度ξ与 电极反应电荷数z的乘积。 电极反应： 氧化态＋ze- 还原态 还原态 氧化态＋ze- Q＝zFξ 法拉第常数F： F＝Le＝6.0221367×1023mol-1×1.60217733×10-19C ＝96485.309C·mol-1 法拉第定律是电化学上最早的定量的基本定律， 揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。 该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。该 定律的使用没有什么限制条件

7.2离子的迁移数 7.2.1离子的电迁移现象 设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和 BB,将溶液分为阳极部、中部及阴极部三个部分。假 定未通电前，各部均含有正、负离子各5mol,分别用 +、-号代替。 B 阳 阴 开始 极 极 阳极部 A 中部B 阴极部 粒子的电迁移现象

7.2 离子的迁移数 7.2.1 离子的电迁移现象 设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和 BB，将溶液分为阳极部、中部及阴极部三个部分。假 定未通电前，各部均含有正、负离子各5 mol，分别用 +、-号代替