物理化学总复习1PPT课件

第七章 电化学
一、重要概念
阳极、阴极，正极、负极，原电池，电解池
，电导G，电导率k，(无限稀释时)摩尔电导率 Λm，迁移数t，可逆电池，电池的电动势E，
电池反应的写法，标准电极电位,电极的类型
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二、重要定律与公式 1．电解质部分
(1) 法拉第定律：氧化态+ ze－ → 还原态
Q =zFξ = It(F=96500C·mol-1)
“ ”： 代表盐桥； “┊”： 代表两种液体的接界； “，” 代表混合溶液中的不同组分。
另外，写电池反应时，应注意以下几点：
1.电池反应应包括阳极反应、阴极反应及电池反应；
2.阳极反应、阴极反应得失电子数应相等；阳极反应失去电子，
电子数写在等式的右边；阴极反应得到电子，电子数写在等
式的左边，电子带负电荷。另外电池反应中若是单液电池，
通过电极的电量正比于电极反应的反应进 度与电极反应电荷数的乘积
（2）离子迁移数的定义及测定方法（Hittorf 法）
t
Q Q
阳离子迁出阳极区的物量质 发生电极反应的物量质的
t 1t 阴发离生子电迁极出反阴应极的区的 物量物量 质质的
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(3) 电导 G=1/R = kA/l
电导率： k= G l/A=Kcell/R
注意：设计原电池时，中间应加盐桥消除液体的接界 电势。
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第十章 表面现象
一、主要概念
分散度，比表面，表面与界面，表面张力与 影响因素，表面功，比表面吉布斯函数，润湿 ，沾湿，浸湿，铺展，润湿角，附加压力，毛 细现象，亚稳状态与新相生成，亚稳现象及其 解释，吸附，吸附质，吸附剂，化学吸附，物 理吸附，(平衡)吸附量，单分子层吸附理论， 覆盖率，吸附系数，表面过剩，正吸附与负吸 附，表面活性剂，临界胶束浓度，表面活性剂 的去污和润湿作用原理。
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2. 原电池 (1) 热力学
ΔrGm= －ZFE
r Sm
zF
E T
p
rH m rG m T rS m zE F zF T T E p
Qr,mTΔrSmzFTT Ep
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注意：
按上式计算出的ΔrHm是该反应在没有非体积 功的情况下进行时的恒温恒压反应热。
按上式计算出的电池反应的可逆热Qr,m，是 有非体积功的过程热，它并不是该化学反应的 恒压反应热，因为通常所说的反应热要求过程 无非体积功。
最常用的有银-氯化银电极和甘汞电极。
电极反应：
Hg2Cl2(s)
+2e-2Hg(l) -
+2Cl-
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（3）第三类电极
在同一溶液中存在某离子的氧化态和还原态，它们借助 惰性电极作导体，发生电极反应。
4.原电池设计举例
从化学反应设计成电池，抓住三个环节： 1.确定电解质溶液 2.确定电极 3.复合反应
电池的电动势： E=E右 - E左
标准氢电极规定：氢气压力为1标准压力、 溶液中H+活度为1时的氢电极。即
H+{a(H+)=1}|H2(g,100kPa)|Pt
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可逆电池的书写方式
(1) 负极在左，正极在右，按物质接触顺序依次书写。 (2) 注明物质的相态、压力（逸度）或浓度（活度）。 (3) “│”：代表两相的界面；
注意：电导的测定可利用惠斯通电桥，为了防止电解 或极化，应采用适当频率的交流电源。
摩尔电导率：Λm= k /c
电导率、摩尔电导率与浓度关系：
稀的强电解质：
mm A c
(4) 离子独立定律：无限稀释溶液，
M M z z
m m ,m ,
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碱金属离子在25℃无限稀释水溶液中的 摩尔电导率的顺序与电迁移率的顺序是一致的 ，即k+为最大，Na+次之，Li+最小，这是离 子在水溶液中有水合作用，离子本身越小，其 水合作用的程度越大，电迁移率越小，摩尔电 导率也越小。
在25℃无限稀释水溶液中，电迁移率最大阳 离子是H+，电迁移率最大阴离子是OH-。
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(5) 电导应用：
i. 计算弱电解质的解离度和解离常数
对反应 HA = H+ + A-
解离度 a = Λm /Λm∞
平衡常数
( c)22
K c
(1) c
c
c2
(1) c
cm 2 m (m m)
c
ii. 计算电解质的溶解度
电解质溶液电导率的加和性：
k[溶液]=k[难溶盐]+k[水] → k[难溶盐]
→ 摩尔电导率Λm≈Λm∞ → 溶解度c = k[难溶
盐]/Λm
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(6) 平均活度及活度系数：
电解质
M M z z
a a a a ( )
b bb
bb, bb
a
b b
(7) 德拜-休克尔极限公式：
阴、阳离子不要分开写，且应标明各物质的相态。
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（4）液接电势的消除——盐桥（Salt bridge）
1）盐桥中离子的t+≈t-，使Ej≈0。
2）最适合盐桥条件的强电解质溶液为KCl的饱和 溶液，因为K+与Cl-的迁移数相近。当有Ag+时 用KNO3或NH4NO3等强电解质溶液。 3）盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。但 是不能有晶体。
lgA|zz| I
I 1
2
B
bB zB2
25℃水溶液中 A=0.509(m- ol·kg-1)-1/2
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例如：25℃时，0.005mol·kg-1的CaCl2水溶液 CaCl2 =Ca2+ + 2Cl-
有： υ+ = 1，υ- = 2， z+= 2 , z-= -1, 则b+ = b， b- = 2b 所以，b±3 = b+ b-2 = 4b3 b±=41/3 b =0.007937mol·kg-1 I=1/2(0.005×22+0.01×12)=0.015mol·kg-1 lgγ±=-0.509×2×1×0.0151/2=-0.1247 ∴γ±=0.75 a±=0.005953 a=2.095×10-7
-9(2) 能斯特源自程EER zF lT n BaB B
298.15K时： EEO0.0z59 lg 1 Ba6 BB
电池平衡时： EO RTlnKO zF
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(3) 电极电势 对于还原反应：氧化态+ ze- → 还原态
电极电势
RT
B （电极
E E zlF n a (电极（ ）电极B ） (电极 B (电 ） 极）
4）盐桥只能降低液接电势，但不能完全消除。
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3.电极的种类
（1） 第一类电极
将某金属或吸附了某种气体的惰性金属置于含有该 元素离子的溶液中构成的。包括金属电极、氢电极、 氧电极和卤素电极。
（2） 第二类电极
包括金属-难溶盐电极和金属-难溶氧化物电极。
(1)金属-难溶盐电极：在金属上覆盖一层该金属的难 溶盐，然后将它浸入含有与该难溶盐具有相同负离子 的易溶盐溶液中而构成的。