第六章电化学 化学电源已成为现代社 0.810V 会生活的必需品。 电化学研究电能和化 学能之间的相互转化及转化 过程中有关规律的科学 Znso4 CuSo4 Znso4 CuSO4 定温定压可逆时: 电解△G≤W △G.=W=W 电能 化学能 max 电池 △Gm≥-W
第六章 电化学 化学电源已成为现代社 会生活的必需品。 电能 化学能 电池 Gm W' − r − 电解 Gm W' r ' max ' r Gm =Wr =W ➢ 电化学——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。 定温定压可逆时：
第六章电化学 电化学的研究意义 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。 2、电池:汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生物化学、 和医学等方面都要用不同类型的化学电源 3、电分析
➢电化学的研究意义 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。 2、电池： 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生物化学、 和医学等方面都要用不同类型的化学电源。 3、电分析 第六章 电化学
第六章电化学 >本章学习要求: 了解电解质溶液的导电机理;理解电解质溶液活度 离子平均活度及活度系数的概念; 理解可逆电池电动势与热力学函数的关系;掌握 Nernst方程及其计算;掌握各种类型电极的特征和 电动势测定的主要应用。 理解产生电极极化的原因和超电势的概念;了解极 化曲线及意义。 >习题(下册P46-51):7-1,7-17,7-19,7-20,7-21, 7-28,730,7-34,7-38,7-39,7-40
第六章 电化学 ➢本章学习要求： ▪了解电解质溶液的导电机理；理解电解质溶液活度、 离子平均活度及活度系数的概念； ▪理解可逆电池电动势与热力学函数的关系；掌握 Nernst方程及其计算；掌握各种类型电极的特征和 电动势测定的主要应用。 ▪理解产生电极极化的原因和超电势的概念；了解极 化曲线及意义。 ➢习题(下册P46-51)：7-1，7-17， 7-19，7-20，7-21， 7-28，7-30，7-34，7-38，7-39，7-40
第六章电化学 本章内容 §6-1化学电池导电机理和法拉第定律 §6-2强电解质溶液的活度及活度系数 §6-3可逆电池热力学 §6-4电极电势 §6-5液体接界电势和浓差电池 §6-6电池电动势和电极电势的应用 §6-7不可逆电极过程和电极的极化
第六章 电化学 ➢ 本章内容 §6-1 化学电池导电机理和法拉第定律 §6-2 强电解质溶液的活度及活度系数 §6-3 可逆电池热力学 §6-4 电极电势 §6-5 液体接界电势和浓差电池 §6-6 电池电动势和电极电势的应用 §6-7 不可逆电极过程和电极的极化
§6-1化学电池导电机理和法拉第定律 电池 烧杯中的氧化还原反应:化学能转换为热能。 Zn(S)+2H+(ag)=Zn+(aq)+H2(g) 将该反应的氧化和还原两个半反应,分别于两容器控制进行 的电池装置,化学能转换为电能,如示意图。 产生于回路的电流: (+) 电极及导线中的电子迁移; G盐桥 H2(g) 溶液中的离子迁移; 电极一溶液界面的氧化还原反应 Zn 7n2+ H+ 电极反应
§6-1 化学电池导电机理和法拉第定律 原电池 烧杯中的氧化还原反应：化学能转换为热能。 Zn (s) ＋2H＋ (aq) ＝Zn2＋ (aq) ＋H2 (g) 将该反应的氧化和还原两个半反应，分别于两容器控制进行 的电池装置，化学能转换为电能，如示意图。 产生于回路的电流： ➢ 电极及导线中的电子迁移； ➢ 溶液中的离子迁移； ➢ 电极－溶液界面的氧化还原反应。 Zn G H2 (g) Zn2＋ Cl－ H＋ K＋ e e 盐 桥 (－) (＋) 电极反应：
§6-1化学电池导电机理和法拉第定律 >两类导体 第一类导体,又称电子导体,如金属、石墨等。 )自由电子作定向移动而导电,导电总量全部由 电子承担 2)导电过程中导体本身不发生变化 3)温度升高,电阻也升高
▪ 第一类导体，又称电子导体，如金属、石墨等。 1) 自由电子作定向移动而导电，导电总量全部由 电子承担 2) 导电过程中导体本身不发生变化 3) 温度升高，电阻也升高 ➢两类导体 §6-1 化学电池导电机理和法拉第定律
§6-1化学电池导电机理和法拉第定律 两类导体 第二类导体,又称离子导体,如电解质溶液、熔融 电解质等。 1)正、负离子移动而导电,导电总量分别由正 负离子分担 2)导电过程中界面发生化学反应 3)温度升高,电阻下降 *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。 返回5
▪ 第二类导体，又称离子导体，如电解质溶液、熔融 电解质等。 1) 正、负离子移动而导电，导电总量分别由正、 负离子分担 2) 导电过程中界面发生化学反应 3) 温度升高，电阻下降 *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。 AgBr PbI 、 2 ➢两类导体 §6-1 化学电池导电机理和法拉第定律 返回5
§6-1化学电池导电机理和法拉第定律 >电极和电池反应 锌电极:Zn(s)=Zn2+(aq)+2e为氧化反应,是阳极、负极; 氢电极:2H+(aq)+2e=H2g)为还原反应,是阴极、正极; 电池反应:Zn(s)+2H+(aq)=Zn2+(aq)+H2g) >电池装置用电池图示表示为 )ZmZn2+(c1)H+(c2)|H2(p),Pt(+) 将正极用Cu板及CuSO4溶液替代,得到铜锌原电池(丹尼尔 电池 (-)Zn|Zn2+(c1)Cu2+(c2)Cu(+) 电池反应:Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)
➢ 电极和电池反应 锌电极：Zn(s)＝Zn2＋(aq)＋2e 为氧化反应，是阳极、负极; 氢电极： 2H＋(aq)＋2e＝H2 (g) 为还原反应，是阴极、正极； 电池反应：Zn(s)＋ 2H＋(aq) ＝ Zn2＋(aq)＋ H2 (g) 将正极用Cu 板及CuSO4溶液替代，得到铜锌原电池(丹尼尔 电池)： （－）Zn | Zn2＋(c1 ) Cu2＋(c2 ) | Cu（＋） 电池反应：Zn(s)＋Cu2＋(aq) ＝ Zn2＋(aq)＋ Cu (s) （－）Zn | Zn2＋(c1 ) H＋(c2 ) | H2 (p),Pt（＋） ➢电池装置用电池图示表示为： §6-1 化学电池导电机理和法拉第定律
§6-1化学电池导电机理和法拉第定律 法拉第定律:在电极界面上发生化学变化物质的质 量与通入的电量成正比。m∝Q M计+ze→M z为得失电子数。若通入的 电量为Q,电极上发生反应 42--ze-→A 的进度为2,则有 △ Q=2·zF=zF B ZF B (6-1-1) B B/B F法拉第常数 m电极上发生反应的物质的质量
➢法拉第定律：在电极界面上发生化学变化物质的质 量与通入的电量成正比。 §6-1 化学电池导电机理和法拉第定律 m Q M z+ + z+ e − → M A z e A z− − − − → (6-1-1) B B B B B M m zF n Q z F zF = = = F—法拉第常数 m——电极上发生反应的物质的质量 z为得失电子数 。若通入的 电量为 Q，电极上发生反应 的进度为ξ，则有：
§6-1化学电池导电机理和法拉第定律 法拉第定律 法拉第常数在数值上等于1mo电子的电量。已 知电子电量为16022×1019C F=L·e =6.022×1023moH×1.6022×1019C =96484.6Cmol1 ≈96500Cmol1
法拉第常数在数值上等于1 mol电子的电量。已 知电子电量为1.6022×10-19 C F=L·e =6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C =96484.6 C·mol-1 ≈96500 C·mol-1 ➢法拉第定律 §6-1 化学电池导电机理和法拉第定律