Chap7电化学.ppt

文档介绍：电
极
的
极
化
电
动
势
测
定
pH
计
电
导
测
定
应
用
电
导
离
子
的
迁
移
习
题
课
不
可
逆
电
极
过
程
可
逆
电
池
电
解
质
溶
液
第七章电化学
1
(一) 电解质溶液§ 离子的迁移§ 电解质溶液的电导§ 电导测定的应用示例§ 强电解质的活度§ 强电解质溶液理论简介
2
§ 离子的迁移
一、电解质溶液的导电机理
二、法拉第定律 Faraday’s Law
三、离子的迁移数
3
化学能电能
原电池G<0
电解池G>0
G = – 212 kJmol-1
ZnSO4
CuSO4
Zn
Cu
+
–
负载
多
孔
隔
膜
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)+½O2(g)
G = kJmol-1
NaOH
Fe
阴
Ni
阳
A
V
→O2
H2 ←
石棉隔膜
电极
电解质溶液
电解质溶液:离子导体(第二类导体)。
4
1. 电场力作用下:
H+ 向负极迁移
Cl- 向正极迁移
一、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。
合闸
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
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
通入H2
通入Cl2
原电池
迁移
7
结论:
1电解质溶液的导电机理
①正负离子定向迁移;
②界面上分别发生氧化还原反应,电荷转移;
结果实现了化学能和电能之间的转换。
2 电极命名法:
正极(电势高) 负极(电势低)
原电池阴极(还原反应) 阳极(氧化反应)
电解池阳极(氧化反应) 阴极(还原反应)
8
二、法拉第定律 Faraday’s Law
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
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 =
1023 10-19 =96485 C 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:,则通过的电量为:
Q=nF=() 96500=
,则通过的电量为:
Q=nF=() 2 96500=
9
电
极
2
H+
三、离子的迁移数
Cl-
定义 t+=Q+/Q, t-=Q-/Q
Q+=z+c+Fu+ Q-=z-c-Fu-
Q= Q++Q-= z+c+Fu++ z-c-Fu-
任何电解质中:z+c+=z-c-
H+
H+
电
极
1
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-
10