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第七章-电化学(第六版).ppt

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第七章-电化学(第六版).ppt

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文档介绍:*
第七章 电化学
第一页,编辑于星期五:十七点 四十九分。
*
电化学是一门既古老又年轻的科学,从1800 年伏特(Volta) 制成第一个化学电池开始,到一个多世纪后的今天,电化学已发展成为包含内容非常广泛的学科领域,如化 原电池放电过程
1833年英国科学家法拉第(Faraday M)在研究了大量电解过程后提出了著名的法拉第电解定律电解时电极上发生化学反应的量与通过电解池的电量成正比。
即:通过1 mol 电子电量时,任一电极上发生得失1 mol 电子的电极反应。电极上析出或溶解的物质的量与之相应。
1 mol 电子电量=L×e
= ×1023(mol-1)××10-19 (库仑,C)
= 96485 C·mol-1 = 1 F
第十页,编辑于星期五:十七点 四十九分。
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电极反应的通式可写为:
或:
通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积,比例系数为法拉第常数。
Q  通过电极的电量
z  电极反应的电荷数(即转移电子数), 取正值。
  电极反应的反应进度, = nB/B
F  法拉第常数; F = Le = C/mol
第十一页,编辑于星期五:十七点 四十九分。
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电解CuSO4: 1 F 电量通过,析出 Cu。
例:电解AgNO3: 1 F 电量通过,析出 Ag;
1 mol
mol
常用的库仑计:
银库仑计:Ag/AgNO3;
铜库仑计:Cu/CuSO4
第十二页,编辑于星期五:十七点 四十九分。
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§ 离子的迁移数
两个电极: 流出的电荷量=流入的电荷量= 总电荷量
在导线中电荷量由电子传递;
在溶液中电荷量由离子传递:
总电荷量=正离子传递的电荷量+负离子传递的电荷量
即:Q=Q++Q- 或: I=I++I-
1. 离子的电迁移与迁移数的定义
而: 正离子的运动速度v+  负离子的运动速度v -
 通电 t 时间后,两极附近溶液浓度不同
第十三页,编辑于星期五:十七点 四十九分。
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定义:离子迁移数为离子B所运载的电流占总电流的分数
( 以t 表示,其量纲为一)
若溶液中只有一种阳离子和一种阴离子,它们的迁移数分别以t+和t 表示,有:
显然
对于含有多种离子的电解质溶液则有:
(1)
第十四页,编辑于星期五:十七点 四十九分。
*
由阳离子、阴离子分别传递的电流:
(2)
t+、t– 只与离子的运动速度有关,
与离子的价数及浓度无关
但实际上凡能影响离子运动速度的因素均有可能影响迁移数,如:离子本性、溶剂性质、温度、浓度、及电场强度等。
将(2)代入(1),有:
溶液为电中性, z+c+ = |z– |c– ,代入上式可得:
同理:
第十五页,编辑于星期五:十七点 四十九分。
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通电前(a): 各区均含有6mol阴离子(-)和阳离子(+)
通电4F电量 : 电极反应(b):阴, 阳极分别发生4mol电子还原及氧化反应。
溶 液 中(c):若υ+=3υ- 中间区电解质物质的量维持不变
阴极区电解质物质的量减少1mol
阳极区电解质物质的量减少3mol
电迁移过程示意图
阴、阳离子运动速度的不同 阴、阳离子迁移的电量不同
离子迁出相应电极区物质量的不同
第十六页,编辑于星期五:十七点 四十九分。
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uB --电迁移率, 电场强度E=1V/m时离子B的运动速度
当外电场稳定时,离子B的运动速度正比于电场强度:
离子的运动速度与电场强度有关
故综合起来有:
第十七页,编辑于星期五:十七点 四十九分。