材料热力学第六章 电解质溶液.ppt

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1、1电化学的用途电解:精练和冶练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等电池:照明,汽车,宇宙飞船等不同类型的电池金属的腐蚀与防护电分析电能化学能2基本概念1原电池和电解池都是实现电能与化学能之间的相互转化的电化学装置，都具有两个电极、电解质溶液和组成回路等必须设备.将化学能转变成电能的称为原电池，将电能转变成化学能的称为电解池。3基本概念2正极、负极，阴极、阳极电势高的电极称为正极，电势低的电极称为负极；把发生氧化反应的电极称为阳极，把发生还原反应的电极称为阴极。离子迁移方向：阳离子阴极

2、(cationcathode)阴离子阳极(anionanode)原电池电解池正极是阴极(还原极)正极是阳极(氧化极)负极是阳极(氧化极)负极是阴极(还原极)电解质溶液的连续导电过程须在电化学装置中实现，而且总伴随电化学反应和化学能与电能相互转化发生。4Zn-+CuZnSO4(1molkg-1)CuSO4(1molkg-1)多孔隔膜图7-1铜锌电池Zn比Cu活泼,易失去电子,发生氧化反应Cu2+在Cu电极表面上电子,发生还原反应,生成Cu.第六章电解质溶液电解质溶液是指溶质溶于溶剂后，溶质能完全解离或部

3、分解离成离子所形成的溶液。什么是电解质溶液？5+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-溶解的钠离子溶解的氯离子+-+-NaCl离子晶体在水中的溶剂化过程阴阳化学67在电解质溶液中,阴、阳离子总是共存的，目前还无法测定单个离子的活度或活度因子，而离子平均活度和平均活度因子是可以用实验测量的，也可用强电解质溶液理论计算。理解电解质的活度及活度因子的概念，可以描述偏离理想的情况和计算非理想溶液中电解质的化学势。1、电解质溶液的活度8设电解质B的分子式为X+Y-，在水溶液中完全电离：+,-分别为解离出来的正

4、、负离子个数，设++-=。z+、z-分别为正、负离子的电荷数。且+z++-z-=09在溶液中两种离子的化学势分别表示为：a+、a分别为正、负离子的活度。与质量摩尔浓度的关系式为：10电解质B的化学势与溶液中正、负离子的化学势的关系为：B=+++将上面的定义式代入上式得：则11将a+、a表示式分别代入，得a+=+m+/ma-=-m-/m备忘12离子的平均活度和平均活度因子13离子的平均活度和平均活度因子±离子平均活度因子。a±离子平均活度；1415离子的平均活度a和平均

5、活度因子与电解质的活度aB和电解质的质量摩尔浓度m之间的关系.16m、m+、m为电解质、正、负离子的质量摩尔浓度。1-1型电解质,m=m17不同价型电解质mB、m±、a±、aB及±关系价型例子m±aB1-1KClmB2-2ZnSO43-3LaFe(CN)62-1CaCl241/3mB1-2Na2SO41-3LaCl3271/4mB1-4K4Fe(CN)62561/5mB182、电解质溶液的离子强度(1)离子强度的定义I离子强度，单位为mol·kg-1；mB和zB分别为离子B的质量摩尔浓度和电价。可

6、认为是离子所产生的电场强度的量度。19(2)德拜-尤格尔极限定律（极限含义：无限稀释溶液）德拜-尤格尔假定：电解质溶液对理想稀溶液规律的偏离主要来源于离子间相互作用离子间相互作用又以库仑力为主数量极大的离子间静电作用十分复杂提出简化模型——离子氛模型20①选任意一个离子为中心离子中心离子周围有正、负离子——离子氛溶液电中性电量相等周围离子与中心离子电性相反离子氛模型：离子氛示意图+++++++中心离子离子氛21②离子氛中的正、负离子按球形对称分布④离子氛的离子不断的运动和变化⑤中心离子是另一中心离子的离子氛的一

7、个离子③离中心离子越远异性电荷密度越小+++++++中心离子离子氛22德拜-尤格尔极限定律。在25oC水溶液中，A=0.5093.从离子氛模型出发，导出A与溶剂的性子（密度、介电常数）和温度有关的常数z+、z—-正、负离子的离子价I离子强度