电化学分析方法-概念、电导.ppt

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1、电化学分析方法天津理工大学张嘉琪预备知识基本概念两类导体正极、负极阴极、阳极原电池电解池电流效率电化学用途定义、研究对象基本概念两类导体正极、负极阴极、阳极原电池电解池电流效率电化学用途定义、研究对象电化学:电化学是研究化学能和电能相互转化的一门科学。电能化学能电解电池预备知识电化学分析法:是使待侧对象组成一个化学电池，通过测量电池的电位、电流、电导等物理量，实现对待侧物质的分析。预备知识电化学的用途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。⒉电池汽车、宇宙飞船、照明

2、、通讯、生化和医学等方面都要用不同类型的化学电源。⒊电分析⒋生物电化学预备知识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又称电子导体，如金属、石墨等。1.第一类导体两类导体预备知识两类导体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⒉第二类导体又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等。*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，本课程讨论电解质水溶液为主。

3、预备知识正极、负极电势低的极称为负极，电子从负极流向正极。在原电池中负极是阳极；在电解池中负极是阴极。负极：电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。在原电池中正极是阴极；在电解池中正极是阳极。正极：预备知识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。阴极：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。阳极：阴极、阳极预备知识离子迁移方向离子迁移方向：阴离子迁向阳极阳离子迁向阴极预备知识原电池(galvaniccell)Cu2++2e-→Cu(S)发生还原作用，是

4、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：原电池是把化学能转化为电能的一种装置预备知识电解池(electrolyticcell)与外电源正极相接，是正极。发生氧化反应，是阳极。Cu(S)→Cu2++2e-电极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①：①②电解池则是把电能转变为化学能的装置预备知识电流效率表示式（1）电流效率=×100%理论计算耗电量实

5、际消耗电量表示式（2）电流效率=×100%电极上产物的实际量理论计算应得量预备知识1.2法拉第定律定律的文字表示法拉第常数定律的数学式法拉第定律的意义法拉第定律的文字表述Faraday’sLaw⒈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。⒉通电于若干个电解池串联的线路中，当所取的基本粒子的荷电数相同时，在各个电极上发生反应的物质，其物质的量相同，析出物质的质量与其摩尔质量成正比。预备知识法拉第定律的数学表达式取电子的得失数为z，通入的电量为Q，则电极上发生反应的物质的量n为：电极上发生反应的物质的质量m为：

6、或预备知识法拉第常数F=L·e法拉第常数在数值上等于1mol电荷的电量。已知元电荷电量为=6.022×1023mol-1×1.6022×10-19C=96484.6C·mol-1≈96500C·mol-1预备知识荷电粒子基本单元的选取根据法拉第定律，通电于若干串联电解池中，每个电极上析出物质的物质的量相同，这时，所选取的基本粒子的荷电绝对值必须相同。例如：荷一价电阴极阳极荷三价电阴极阳极荷二价电阴极阳极预备知识法拉第定律的意义⒈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。⒉该定律在任何温度

7、、任何压力下均可以使用。⒊该定律的使用没有什么限制条件。预备知识是仪器分析的一个分支。它是使待测对象组成一个化学电池，通过测量电池的电位、电流、电导等物理量，实现对待测物质的分析。根据测定物理量的不同，电化学分析法又分为电位分析法、库仑分析法、伏安分析法等。电化学分析法1.1电化学分析法的基础知识1.1.1化学电池(Electrochemicalcell)简单的化学电池是由两组金属-溶液体系组成的。每一个化学电池有两个电极。分别浸入适当的电解质溶液中，用金属导线从外部将两个电极连接起来，同时使两个电解质溶液接触，构成电

8、流通路。化学电池是将氧化还原反应产生的化学能转换成电能的装置。也就是将氧化还原反应的半反应在两个电极上分别完成,将化学能直接转换成电能的装置。电解质溶液两个半电池（电极）金属导体原电池固体电子导体惰性固体导体盐桥外接电路1.1.1化学电池(Electrochemicalcell)如：Zn+Cu+Zn++Cu负极：发生氧化反应Zn－