第九章 电解质溶液
1 第 九 章 电 解 质 溶 液
§91电解质溶液的导电机理与 法拉第定律 1.电解质溶液的导电机理 导体分类电子导体离子导体 材料金属石墨电解质溶液熔融盐固体电解质 导电机理自由电子离子移动 运动 通电后 无变化电极上发生化学反应组成变化 状态 氧化还原反应 T的影响T↑,R,导T↑,离子移动速率加快, 电能力下降导电能力增加
2 §9.1 电解质溶液的导电机理与 法拉第定律 1. 电解质溶液的导电机理
下面以电解池为例说明离子导电机理: 以Pt为电极,HC1溶液为电解质 溶液中的离子做定向移动 (-)电解泡 CI-正极十 负极 电子方向电流方向 电极上发生的化学反应: 十极2C1-2e—Cl 阳极,氧化反应 阳 极2H+2e-H 阴极,还原反应 极
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()电解池 (二)原电池 电子方向电流方向 电流方向+ 电子方向 阴 阳 阴阳 极 极 极 极
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2.法拉第定律 电解时,在电极上发生反应的物质的数量与 通入的电量Q成正比 kQ A++ze-A lmol电子的电量= Z+mol电子的电量1mol 6.022×1023mol-×1.6022×10-19 Q n 96484.6C.mol-≈96500C.mol- 法拉第常数 Q=nzF F M M F F
5 2. 法拉第定律 电解时，在电极上发生反应的物质的数量与 通入的电量Q成正比。 A + → A − + + z e z m = k Q Z＋mol 电子的电量 1mol Q n 1mol 电子的电量＝ 1 1 2 3 1 1 9 96484.6C mol 96500C mol 6.022 10 mol 1.6022 10 − − − − = 法拉第常数 z F Q n + = Q = n z+ F Q z F M M z F Q m + + = =
3.离子的迁移数 离子的迁移现象:电解质溶液通电,正离子向阴极迁移, 负离子向阳极迁移 正负离子输送电量的多少与离子的迁移速率有关。 正负离子均为一价起始:5mol电量:4F 阻!阳极区 中间区 阴极区男 L 十+++++十+++++ 正负离子输送电量同为2F 极 +++++++++++
6 3. 离子的迁移数 离子的迁移现象：电解质溶液通电，正离子向阴极迁移， 负离子向阳极迁移。 - - + + 阳极区 中间区 阴极区 正负离子输送电量的多少与离子的迁移速率有关。 正负离子均为一价 起始: 5mol 电量: 4F u+ = u− 正负离子输送电量同为2F
极阳极区中间区阴极区 3 十十十+++++|++++ 正离子输送电量3F 阳 极 负离子输送电量1F +++++++++++
+ + + - u+ = 3u− 正离子输送电量3F 负离子输送电量1F 阳极区 中间区 阴极区
离子迁移数的定义: 某种离子的迁移数为此种离子输送的电量分数,即某 种离子输送的电量与通人的总电量之比。 正离子迁移电量Q 负离子迁移电量O 总电量Q 总电量Q 阳极区正离子迁出的电量 阴极区负离子迁出的电量 总电量 总电量 阳极区减少的电荷量(mol)阴极区减少的电荷量(mo) 通人的F数 通人的F数 t+t=1 4
8 离子迁移数的定义： 某种离子的迁移数为此种离子输送的电量分数，即某 种离子输送的电量与通人的总电量之比。 ( ) 通人的 数 阳极区减少的电荷量 总电量 阳极区正离子迁出的电量 总电量 正离子迁移电量 ＋ F mol = = + = Q Q t ( ) 通人的 数 阴极区减少的电荷量 总电量 阴极区负离子迁出的电量 总电量 负离子迁移电量 F mol = = = − − Q Q t 4 3 t + = 4 1 t + = t + +t − =1
§92电解质溶液的电导 1.电导电导率摩尔电导率 物体的导电能力可用电阻R和电导G表示 R=0(欧姆9)G=1(四门子S或2) R=p RG 电阻率(g2·m) 电导率(-1.m1) 单位面积(1m2)单位长度(m)导体的电导
9 §9.2 电解质溶液的电导 1. 电导 电导率 摩尔电导率 物体的导电能力可用电阻R 和电导 G 表示 ( ) 1 S 1 − = 西门子 或 R = (欧姆 ) G I U R A l R = l A l A G = = 1 电阻率 ( ) m 电导率( ) 1 1 m − − 单位面积（1m2）单位长度（m）导体的电导
电导率K 电导池体积为1m蓝色 m 电解质溶液所表现出的电 导 im 电导率K的测定 J三K l K K电导池常数
10 电导率 的测定 l A G = A l = G K 电导池常数