电化学基础与

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1、第八章电化学基础与可逆电极反应电化学制作：韦卉8.1电化学概念和法拉第定理8.1.1导体(conductor)定义：能导电的物质。分类：电子导体和离子导体。分类：导体(conductor)电子导体离子导体（金属，石墨）（解质溶液，金属盐，熔融盐，固体电解质…）通电后无变化温度升高，导电能力下降两电极上发生氧化还原反应，组成变化，温度升高，离子移动速率加快，导电能力增强注：离子导体导电需要两个电子导体组成电池或外加电源组成电解池。8.1.2电池定义：能将化学能和电能直接转化的装置。氧化还原反应条件特定装置中进行传导电子，参加反

2、应电极（2个）组成电解质溶液离子迁移，参加反应导线传导电子，不参加反应电化学装置电解池（Electrolyze）原电池（battery）电能→化学能化学能→电能非自发变化，需要输入电能自发变化蓄电池充电、电解冶炼干电池、蓄电池8.1.3电极电极名称电极（Electrode）阳极（Anode）阴极（Cathode）氧化（Oxidation）还原（Reduction）原电池：负极（电势低）原电池：正极（高）电解池：正极（电势高）电解池：负极（低）当原电池或电解池中有电流通过时，电极中的电子和电解质溶液中的离子作定向移动：阴离子→

3、阳极阳离子→阴极当阴、阳离子接近电极时，发生氧化还原反应，即发生电子交换。Danill电池（原电池）电解池（电解CuCl2，惰性电极）阴极：Cu2++2e=Cu(s)阳极：2Cl--=Cl2+2e阳极：Zn(s)=Zn2++2e阴极：Cu2++2e=Cu(s)注意：电极反应，应根据具体情况，按照电极电势大小的具体情况来书写。一般情况下：①阴极：电极电势越大，越易得电子，越先发生反应。②阳极：电极电势越小，越易失电子，越先发生反应。8.1.4法拉第定理1883年，Faraday定理：电极上反应的摩尔数析出物的质量电解池通过的

4、电量＝＝法拉第常数电子计量系数析出物的摩尔质量法拉第常数（Faradayconstant）：1mol的电量，为96485C·mol-1或96500C·mol-1：＝96484.6C·mol-1C·mol-1QFaraday定理说明：1、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。2、若将几个电池串连，通入一定电量Q以后，在各电池的电极上发生反应的物质的量相等，析出物质的质量与其摩尔质量成正比。3、Faradaylaw在任何、下都适用，对电池、电解池都适用。电流效率电解食盐水：镀锌：主要反应：2Cl-→Cl2↑+

5、H2O+2e主要反应：Zn2++2e=Zn(s)次级反应：Cl2+H2O+2e→HClO2+HClO4+10e副反应：2H++2e=H2(g)有次级反应发生，或有副反应发生，此时消耗的电量Q要大于法拉第定律计算出的理论电量，因此，存在电流效率的问题：电流效率＝理论电量/实际消耗电量*100%＝电极上实际产量/理论产量*100%8.2离子迁移和迁移数8.2.1离子迁移现象（1）＝即阴阳离子各负担一半电量的迁移假设：=4F=4mol8.2离子迁移和迁移数8.2.1离子迁移现象（1）＝3即阳离子负担3/4电量的迁移，阴离子承担1/

6、4的电量迁移。假定：=4F=1mol，=3mol；，结论：1、通入溶液的总电量＝迁移的正离子的物质的量+迁移的阴离子的物质的量；2、阳极部物质的量的减少/阴极部物质的量的减少＝/＝正离子的迁移速率/负离子的迁移速率实验中，若我们把阳极部、阴极部和中部隔开，通过测定各部分电解质的浓度求出迁移率，即可求得迁移数。8.2.2离子淌度（transportrate）离子在两极间（电场中）移动，其移动速率除与离子的本性(半径，水化程度，电荷等)有关外，与电场的电位梯度有关：＝；＝、--单位电位梯度时离子的迁移速率（迁移率；淌度），单位：

7、m2s-1V-1。P516表7.28.2.3离子迁移数＝＝离子B的迁移数无量纲8.2.4迁移数和的关系＝＝因为正负离子处于同一电位梯度下，因此有：＝＝+=1如果离子不止两种，则：＝＝＝+=18.2.5离子迁移数的测定Hittorf法方法界面移动法（Movingboundarymethod）电动势法Hittorf法Hittorf法将各管内装入优点：简单浓度C的溶液，缺点：实验中很难避免已知，通小因振动、扩散、对流及电流电，一段时水分子随离子迁移等因间后，分别放出素给结果带来的误差。两极部溶液，进行称重分析得出，再把电量计通过的

8、电量记录下来，＝可求。界面移动法（Movingboundarymethod）界面移动法优点：简单按先后顺序，把具有缺点：实验结果与界同离子的两种电解质溶液面清晰程度、不同小心地放入垂直管中，借助离子迁移速率及浓度、（如CdCl2和HCl溶液）,分别温度等因素有关。于溶液颜色形成明显的aaˊ