第七章 电化学 电解 电能 化学能 电池 0810
第七章 电化学 电能 化学能 电解 电池
电化学主要是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。 电化学的应用 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。 CuSO 0810W 2.电池汽车、宇宙飞船、照明、通讯、 生化和医学等方面都要用不同类 型的化学电源。 ZnSO4 3.电分析 4.生物电化学
电化学主要是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。 电化学的应用 ⒈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。 ⒊电分析 ⒋生物电化学 ⒉电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、 生化和医学等方面都要用不同类 型的化学电源
两类导体 1.第一类导体 ] 又称电子导体(electronic conductive boy),如金属、石墨等。 A.自由电子作定向移动而导电 B.导电过程中导体本身不发生变化 C温度升高,电阻也升高 D.导电总量全部由电子承担 2.第二类导体又称离子导体(ionic conductive boy),如电解质溶液、熔融电解质等。 A.正、负离子作反向移动而导电 B.导电过程中有化学反应发生 C.温度升高,电阻下降 D.导电总量分别由正、负离子分担 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
两类导体 1. 第一类导体 又称电子导体 (electronic conductive body ) ,如金属、石墨等。 A.自由电子作定向移动而导电 B.导电过程中导体本身不发生变化 C.温度升高,电阻也升高 D.导电总量全部由电子承担 ⒉ 第二类导体 又称离子导体 (ionic conductive body ) ,如电解质溶液、熔融电解质等。 A.正、负离子作反向移动而导电 B.导电过程中有化学反应发生 C.温度升高,电阻下降 D.导电总量分别由正、负离子分担 *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。 Ag B 2 r 、 P b I
正极、负极 正极:电势高的极称为正极,电流从正极流向负极。 负极:电势低的极称为负极,电子从负极流向正极。 阴极、阳极 阴极(Cathode):发生还原作用的极称为阴极, 在原电池中,阴极是正极;在电解池中,阴极 是负极。 阳极(4node):发生氧化作用的极称为阳极,在 原电池中,阳极是负极;在电解池中,阳极是 正极
正极、负极 正极:电势高的极称为正极,电流从正极流向负极。 负极:电势低的极称为负极,电子从负极流向正极。 阴极、阳极 阴极(Cathode Cathode) :发生还原作用的极称为阴极, 在原电池中,阴极是正极;在电解池中,阴极 是负极。 阳极(Anode):发生氧化作用的极称为阳极,在 原电池中,阳极是负极;在电解池中,阳极是 正极
原电池(galvanic cell⑩ 0.810V Zn电极: Zn(S)→Zn2++2e 发生氧化作用,是阳极。 电子由Zn极流向Cu极,Zn 极电势低,是负极。 Cu电极: Cu2+2e→Cu(S) 发生还原作用,是阴极。电 流由Cu极流向Zn极,Cu极电 ZnSO4 Cu》w 势高,是正极
原电池(galvanic cell) Cu2++2e-→ Cu(S) 发生还原作用,是阴极。电 流由Cu极流向Zn极,Cu极电 势高,是正极。 Cu电极: Zn(S)→Zn2++2e- 发生氧化作用,是阳极。 电子由Zn极流向Cu极,Zn 极电势低,是负极。 Zn电极:
电解池(electrolytic cell 电极①: ② 与外电源负极相接,是负极。 发生还原反应,是阴极。 Cu2+2e→Cu(S) 电极②: 与外电源正极相接,是正极。 CuSO4 发生氧化反应,是阳极。 Cu(S)→Cu2++2e
电解池(electrolytic cell) ① ② 电极①: 与外电源负极相接,是负极。 发生还原反应,是阴极。 Cu2++2e-→Cu(S) 电极②: 与外电源正极相接,是正极。 发生氧化反应,是阳极。 Cu(S)→ Cu2++2e-
7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律 7.1.1电解质溶液的导电机理 电解质溶液(electrolyte solution) 正离子(positive ion) 负离子(negative ion), 离子迁移方向: 阴离子迁向阳极 Anion -Anode 阳离子迁向阴极 Cation -Cathode
7.1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律 7.1.1 电解质溶液的导电机理 电解质溶液 (electrolyte solution) 正离子(positive ion) 负离子(negative ion) 离子迁移方向: 阴离子迁向阳极 Anion → Anode 阳离子迁向阴极 Cation → Cathode
电 电子方向 电流方向 阳 极 极 电解池示款图 原电池示家图
7.1.2法拉第定律Faraday'sLw 通过电极的电量Q正比于电极反应的反应进度与 电极反应电荷数z的乘积。 电极反应: 氧化态+ze ·还原态 还原态 氧化态+ze Q-2F 法拉第常数F: F=Le=6.0221367×1023mo1×1.60217733×10-19C =96485.309Cmol-1 法拉第定律是电化学上最早的定量的基本定律, 揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。 该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。该 定律的使用没有什么限制条件
7.1.2 法拉第定律Faraday’s Law 通过电极的电量Q正比于电极反应的反应进度ξ与 电极反应电荷数z的乘积。 电极反应: 氧化态+ze- 还原态 还原态 氧化态+ze- Q=zFξ 法拉第常数F: F=Le=6.0221367×1023mol-1×1.60217733×10-19C =96485.309C·mol-1 法拉第定律是电化学上最早的定量的基本定律, 揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。 该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。该 定律的使用没有什么限制条件
7.2离子的迁移数 7.2.1离子的电迁移现象 设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和 BB,将溶液分为阳极部、中部及阴极部三个部分。假 定未通电前,各部均含有正、负离子各5mol,分别用 +、-号代替。 B 阳 阴 开始 极 极 阳极部 A 中部B 阴极部 粒子的电迁移现象
7.2 离子的迁移数 7.2.1 离子的电迁移现象 设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和 BB,将溶液分为阳极部、中部及阴极部三个部分。假 定未通电前,各部均含有正、负离子各5 mol,分别用 +、-号代替