全国高等医药教材建设委员会 卫生部舰划教材物理化学第6 士 第一电解质溶液的导电性质 HiCN
e 第一节 电解质溶液的导电性质
一,电解质滤液导电现象 北学 导体——能够导电的物体 第一类导体:依靠电子的定向迁移来导电,又称电子 导体,如金属、石墨等。 主要特征:温度升高,导电能力下降 第二类导体:依靠离子的定向迁移来导电,又称离子 导体,如电解质溶液或熔融电解质等。 主要特征:温度升高,导电能力增强 人厌卫版
一. 电解质溶液导电现象 导体 ⎯⎯ 能够导电的物体 第一类导体：依靠电子的定向迁移来导电，又称电子 导体，如金属、石墨等。 主要特征：温度升高，导电能力下降 第二类导体：依靠离子的定向迁移来导电，又称离子 导体，如电解质溶液或熔融电解质等。 主要特征：温度升高，导电能力增强
电解质途液导电现象 电4 北学 电化学装置化学能和电能相互转换的装置 电解池:电能转化为化学能的电化学装置 原电池:化学能转化为电能的电化学装置 电解池和原电池均由电极和电解质溶液组成 电极命名 阳极:发生氧化反应的电极电化学约定 阴极:发生还原反应的电极 正极:电势高的电极 负极:电势低的电级/物理学约定 人厌卫版
一. 电解质溶液导电现象 电解池：电能转化为化学能的电化学装置 原电池：化学能转化为电能的电化学装置 电化学装置⎯⎯化学能和电能相互转换的装置 电解池和原电池均由电极和电解质溶液组成 阳极：发生氧化反应的电极 阴极：发生还原反应的电极 正极：电势高的电极 负极：电势低的电极 电极命名 电化学约定 物理学约定
一,电解质熔液导电现象 北学 e 阴 阳 极 极 极 CH- CH 电解池 原电池 电解池中与外电源负极相接的电极,电势较低,故为 负极,发生还原反应,所以也是阴极;与外电源正极相接 的电极,电势较高,为正极,发生氧化反应,所以也是阳 极 原电池中发生氧化作用的阳极,有多余的电子输出至 外电路,故为电势较低的负极;发生还原作用的阴极,从 外电路接受电子,故为电势较高的正极。 人氏卫定出版社
一. 电解质溶液导电现象 阴 极 阳 极 e − − + e − − + 电解池 阳 极 阴 极 e − e − − + 原电池 H2 Cl2 H+ Cl− H+ Cl− 电解池中与外电源负极相接的电极，电势较低，故为 负极，发生还原反应，所以也是阴极；与外电源正极相接 的电极，电势较高，为正极，发生氧化反应，所以也是阳 极。 原电池中发生氧化作用的阳极，有多余的电子输出至 外电路，故为电势较低的负极；发生还原作用的阴极，从 外电路接受电子，故为电势较高的正极
电解质嵱液导电现象 电化学 电解质溶液导电机理 在电解质溶液(例HC)中插入二个铂电极(惰性电极)接上 电源,回路中有电流通过,其导电过程: (1)电子从负极流出 E (2)在阴极上交换电子 2H+2c→H2(还原反应)￠ H向阴极迁移 (3)在阳极上交换电子 2Cr-2ec→Cl2(氧化反应)1P Pt CI向阳极迁移 签① (4)电子从阳极流回正极 人氏卫实版
一. 电解质溶液导电现象 H+ Cl- 在电解质溶液（例HCl）中插入二个铂电极（惰性电极）接上 电源，回路中有电流通过，其导电过程： （1）电子从负极流出 （2）在阴极上交换电子 2H+ +2e - → H2（还原反应） H+向阴极迁移 （3）在阳极上交换电子 2Cl–– 2e - → Cl2（氧化反应） Cl– 向阳极迁移 （4）电子从阳极流回正极 Pt Pt E e e 电解质溶液导电机理
二、油拉第电解定律 电4 北学 1833年,法拉第( Faraday)在大量实验基础上,归纳 出了电流通过电解质溶液时,电极上发生反应的物质的量 与通过的电量之间的关系: (1)电解时,在任一电极上发生化学反应的物质的量与 通入的电量成正比; (2)在几个串联的电解池中通入一定的电量后,各个电 极上发生化学反应的物质的量相同。 或Q=nF F Q:电解时通过的电量;n:电极上参加反应的物质B的 物质的量:z:电极反应中的电子计量系数;F:法拉第 常数 人厌卫版
二、法拉第电解定律 1833年，法拉第（Faraday）在大量实验基础上，归纳 出了电流通过电解质溶液时，电极上发生反应的物质的量 与通过的电量之间的关系： （1）电解时，在任一电极上发生化学反应的物质的量与 通入的电量成正比； （2）在几个串联的电解池中通入一定的电量后，各个电 极上发生化学反应的物质的量相同。 zF Q n = 或 Q = nzF Q：电解时通过的电量； n：电极上参加反应的物质B的 物质的量：z：电极反应中的电子计量系数；F：法拉第 常数
二、油拉第电解定律 北学 法拉第常数F1mo元电荷所具有的电量 F=e×L 1.6022×10-19×6.0221×1023 =9648609C.mol-1≈96500C.mol 注意:电化学中,元电荷e是指一个质子或一个电 子的电荷绝对值,为物质的量的基本单元,如H+、Mg PO 等 法拉第定律没有使用的限制条件,在任何温度和压力 下都能适用是自然界中为数不多的最准确定律之 人厌卫版
注意：电化学中，元电荷e是指一个质子或一个电 子的电荷绝对值，为物质的量的基本单元，如H+ 、 、 等。 2+ Mg 2 1 3− PO4 3 1 二、法拉第电解定律 法拉第常数F ⎯⎯1mol元电荷所具有的电量 1 1 19 23 96486.09C mol 96500C mol 1.6022 10 6.0221 10 − − − = = F = e L 法拉第定律没有使用的限制条件，在任何温度和压力 下都能适用,是自然界中为数不多的最准确定律之一
二、油拉第电解定律 电化学 例1在一含有cuSO4溶液的电解池中通入20A直流电482s, 问有多少质量的铜沉积在阴极上? 解:通入的电量Q为 Q=1=482×2.0=9640C 阴极电极反应:Cu2++2e->Cu 电极上参加反应的物质Cu2+的物质的量n为 Q9640 0.0050mol zF2×96500 因此,沉积在电极上的铜的质量m为 m=n×M=0.0050×64=0.32 g 人厌卫版
例1 在一含有CuSO4溶液的电解池中通入2.0A直流电482s， 问有多少质量的铜沉积在阴极上？ Q = t I = 482 2.0 = 964.0C 0.0050 mol 2 96500 964.0 = = = zF Q n m = n M = 0.0050 64 = 0.32 g 解：通入的电量Q为 阴极电极反应：Cu2+ + 2e- ⎯→ Cu 因此，沉积在电极上的铜的质量m为 电极上参加反应的物质Cu2+的物质的量n为 二、法拉第电解定律
。三、离子的电迁移和迁移教 电学 (-)离子的电迁移现象 离子的电迁移:在电场作用下,离子的定向运动 阴极区 中间区 阳极区 通电前 阴图十十十十十十十十十十十十十十十十++閉阳 极 极 接通电源,通入4mo电子的电量。4mo的正离子在 阴极发生还原反应,4mo的负离子在阳极发生氧化反应。 同时,溶液中的离子作定向移动。由于电解质溶液内部 电量的输运是由正负离子共同担当的,且随每种离子迁 移速率的不同,各自输运的电量也不尽相同。从而造成 电解质在兩极附近的溶液中浓度变化的不同。 人厌卫版
三、离子的电迁移和迁移数 （一）离子的电迁移现象 离子的电迁移：在电场作用下，离子的定向运动 接通电源，通入4mol电子的电量。4mol的正离子在 阴极发生还原反应，4mol的负离子在阳极发生氧化反应。 同时，溶液中的离子作定向移动。由于电解质溶液内部 电量的输运是由正负离子共同担当的，且随每种离子迁 移速率的不同，各自输运的电量也不尽相同。从而造成 电解质在两极附近的溶液中浓度变化的不同。 阴 通电前 极 阳 极 阴极区 中间区 阳极区 + + + + + + + + + + + + + + + + + +
、离子的电迁移和迁移数 电学 1.正负离子迁移速率相等,各自分担一半导电任务 阴极区 中间区 阳极区 迁移情况阴++十++++++++++++++ 阳极 阴极区 中间区 阳极区 迁移结果极+++}++++++++++ 阳极 通电结束后,中间区溶液浓度没有变化,阴极区和 阳极区浓度发生了相同的变化,各减少了2mo正负离子。 人厌卫版
1. 正负离子迁移速率相等，各自分担一半导电任务 三、离子的电迁移和迁移数 阴 迁移情况 极 阳 极 阴极区 中间区 阳极区 + + + + + + + + + + + + + + + + + + 阴 极 阳 极 阴极区 中间区 阳极区 + + + + + + + + + + + + + + + + + + 迁移结果 通电结束后，中间区溶液浓度没有变化，阴极区和 阳极区浓度发生了相同的变化，各减少了2 mol正负离子