文档介绍：第七章　电化学
电化学：研究化学现象与电现象之间的相互关系以及化学能与电能之间相互转化规律的学科。
电能
化学能
电解
电池
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第七章　电化学
电化学是物理化学中最具应用性的一个分支，其应用领域包括：
电池（化学电源）
湿法冶金（电解，Cu、Al等）
电镀
腐蚀与防腐
生物电化学（心电图、脑电图、神经信号的传递等）
电分析化学 ……
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第七章　电化学
电化学过程都是在电化学装置中进行和实现的。
　　两类电化学装置：
　　(1) 原电池：将化学能转化为电能的装置；
　　包括：一次电池、燃料电池，以及二次电池放电时；
　　(2) 电解池：将电能转化为化学能的装置。
　　包括：电解槽、电镀槽，二次电池在充电时。
　　电化学装置的组成要素：电解质溶液和两个电极。
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　离子的迁移
1. 电解质溶液的导电机理
　　导体：能够导电的物质。
　　两类导体：
　　(1) 电子导体（第一类导体）：靠自由电子的迁移导电，包括金属、半导体；
　　特点：
　　(a) 因自由电子定向移动而导电；
　　(b) 导电过程中导体本身不发生变化；
　　(c) 电阻随温度升高而增大（金属）或减小（半导体）；
　　(d) 导电总量全部由电子承担。
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　离子的迁移
(2) 离子导体（第二类导体）：靠离子的迁移导电，包括电解质溶液、熔融电解质；
　　特点：
　　(a) 因正、负离子定向（反向）移动而导电；
　　(b) 导电过程中一般伴随有化学反应；
　　(c) 电阻随温度升高而减小（因为溶液的粘度降低、离子运动速度加快等）；
　　(d) 导电总量分别由正、负离子分担。
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　离子的迁移
1. 电解质溶液的导电机理
　　电解质溶液的连续导电过程必须在电化学装置中实现，而且总是伴随有电化学反应和化学能与电能的相互转化。
　　下面分别以电解池和原电池为例，讨论电解质溶液的导电机理。
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　离子的迁移
电化学装置示意图
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　离子的迁移
电解池示意图
2H+ + 2e− = H2
2Cl− − 2e− = Cl2
与外电源负极相连，电势较低－负极
电极上发生还原反应－阴极
与外电源正极相连，电势较高－正极
电极上发生氧化反应－阳极
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　离子的迁移
电解过程的总结果：
　　(1) 外电源做电功：W' = −QV（Q：传输的电量；V：外加电压）；
　　(2) 电解池中发生了非自发反应（DGT, P > 0）：
2HCl（2H+ + 2Cl−）= H2 + Cl2
　　(3) 系统的吉布斯自由能 G 升高。
　　可逆条件下电解，有
DGT, P = −W'r = QV
　　注意：外加电压要足够高（高于 HCl 溶液的分解电压），反应才能发生，电流才能持续。
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　离子的迁移
原电池示意图
H2 − 2e− = 2H+
Cl2 + 2e− = 2Cl−
电极上发生氧化反应－阳极
得到反应失去的电子，电势较低－负极
电极上发生还原反应－阴极
失去电子，电势较高－正极
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