电解质溶液 课件.ppt

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1、电能化学能电解电池第八章第八章电解质溶液§8.1电化学中的基本概念和电解定律§8.2离子的电迁移率和迁移数§8.3电解质溶液的电导§8.4电解质的平均活度和平均活度因子§8.5强电解质溶液理论简介§8.1电化学中的基本概念和电解定律电化学装置具备两个电极、电解质溶液和组成回路等必须的设备。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。原电池和电解池⒈电解精炼和冶炼有色金属和稀有金属⒉电池⒊电化学分析⒋生物电化学电化学的用途电解法制备各种化工原料、金属复合材料和表面特种材料电镀法保护和精饰金属阳极钝化和氧化着色等汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化和医学等方

2、面都要用不同类型的化学电源。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第一类导体又称电子导体，如金属、石墨等能导电的物质称为导电体，通常分为两类：第一类导体的特点是：第二类导体又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等第二类导体的特点是：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。电化学中规定：氧化还原反应氧化还原阳极阴极电势高低正极（+）负极

3、（-）阴极阳极正极负极阴离子—左—失去电子—氧化反应—阳极—电势低—负极阳离子—右—得到电子—还原反应—阴极—电势高—正极原电池中，电极的极性是由二者的化学性质决定的。原电池阳离子→左(负极)→接受电子→还原反应正极负极阴离子→右(正极)→给出电子→氧化反应阴极阳极阴极阳极电解池电解池中，电极的极性与电极本身的性质无关，是由外电源的极性决定的。阳离子迁向阴极，在阴极上发生还原作用阴离子迁向阳极，在阳极上发生氧化作用阳极阴极阳极阴极电极阳极阴极反应氧化反应还原反应原电池负极正极电解池正极负极趋向离子阴离子阳离子小结：Faraday电解定律Faraday归纳了多次实验结果，于18

4、33年总结出了电解定律⒈在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电荷量成正比。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。人们把在数值上等于1mol元电荷的电量称为Faraday常数。已知元电荷电量e为电子得失的计量系数为z，取正数，当电极反应的进度为ξ时，得失电子的物质的量n电＝zξ即反应进度为1mol时，需通入的电量为Q如果在电解池中发生如下反应：若通入任意电量Q时，阴极上沉积出金属B的物质的量和质量分别为：（Faraday电解定律）根据电学上的计量关系若电流强度是稳定的

5、的，则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例题：通电于溶液，电流强度求：⑴通入电荷量⑵通电时间⑶阳极上放出氧气的质量阴极上析出已知解1若电极反应表示为阴极阳极析出1.20gAu(s)时的反应进度为解2若电极反应表示为阴极阳极析出1.20gAu(s)时的反应进度为Faraday电解定律的意义⒈自然界中为数不多的最准确和最严格的自然科学定律之一，对电化学的发展起了巨大的作用。是电化学上最早的定量的基本定律，3.该定律在任何温

6、度、任何压力下均可以使用，它的使用没有什么限制条件。4.原电池和电解池、电池串联等，该定律均适用。⒉揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。或电流效率§8.2离子的电迁移率和迁移数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。AABB阳极部中部阴极部设离子都是一价的，当通入4mol电子的电量时，阳极上有4mol负离子氧化，阴极上有4mol正离子还原。两电极间正、负离子要共同承担4mol电子电量的运输任务。AABB阳极部中部阴极部阳极阴极始态终态1．设正、

7、负离子迁移的速率相等，，则导电任务各分担2mol，在假想的AA，BB平面上各有2mol正、负离子逆向通过。当通电结束，阴、阳两极部溶液浓度相同，但比原溶液各少了2mol.而中部溶液浓度不变。2．设正离子迁移速率是负离子的三倍，，则正离子导3mol电量，负离子导1mol电量。在假想的AA,BB平面上有3mol正离子和1mol负离子逆向通过。通电结束，阳极部正、负离子各少了3mol，阴极部只各少了1mol，而中部溶液浓度仍保持不变。AABB阳极部中部阴极部阳极阴极始态终态离子电迁移的规律：1.向阴、阳两极迁