大学化学之电化学基础课件
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《电化学基础》课件
电化学反应速率
总结词
电化学反应速率描述了电化学反应的快 慢程度，是衡量反应速度的重要参数。
VS
详细描述
电化学反应速率与参与反应的物质的浓度 、温度、催化剂等条件有关。在一定条件 下，反应速率可由实验测定，对于一些特 定的电化学反应，也可以通过理论计算来 预测其反应速率。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是描述电化学反应速率的重要参数，它反映了电化学反应的内在性质。
详细描述
反应速率常数与参与反应的物质的性质、温度等条件有关。在一定条件下，反应速率常数可以通过实验测定，也 可以通过理论计算得到。反应速率常数越大，表示该反应的速率越快。
反应机理
总结词
电化学反应机理是描述电化学反应过程中各步骤的详细过程和相互关系的模型。
详细描述
电化学反应机理可以帮助人们深入理解电化学反应的本质和过程，从而更好地控制和优化电化学反应 。不同的电化学反应可能有不同的反应机理，同一电化学反应也可能存在多种可能的反应机理。 Nhomakorabea05
电化学研究方法
实验研究方法
01
重要手段
02
实验研究是电化学研究的重要手段，通过实验可以观察和测量电化学 反应的过程和现象，探究反应机理和反应动力学。
03
实验研究方法包括控制电流、电位、电场等电学参数，以及观察和测 量电流、电位、电导等电化学参数。
04
实验研究需要精密的实验设备和仪器，以及严格的操作规范和实验条 件控制。
01
02
03
电池种类
介绍不同类型电池的制造 过程，如锂离子电池、铅 酸电池、镍镉电池等。
电池材料
阐述电池制造过程中涉及 的主要材料，如正负极材 料、电解液、隔膜等。
大学无机化学-第七章-氧化还原反应-电化学基础-课件
② 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应 ③ 分别配平两个半反应方程式，等号两边的各
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
电化学基础-PPT课件
35
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A. 电池放电时，负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时，镍元素被氧化
C. 电池充电时，氢元素被还原
D. 电池放电时，H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_；
(2)银电极为电池的___正_____极，CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_＋__＋__e_－__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_－___=__C__u_2_＋__________；
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
６. 双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子，
使由它连接的两溶液保持电
中性，盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
，使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
？思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫
化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方 法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑 色会褪去而银不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3＋ ； 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag；+S2-
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A. 电池放电时，负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时，镍元素被氧化
C. 电池充电时，氢元素被还原
D. 电池放电时，H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_；
(2)银电极为电池的___正_____极，CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_＋__＋__e_－__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_－___=__C__u_2_＋__________；
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
６. 双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子，
使由它连接的两溶液保持电
中性，盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
，使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
？思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫
化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方 法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑 色会褪去而银不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3＋ ； 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag；+S2-
电化学基本概念ppt课件
i i
两相间建立平衡电势
电极（Electrode)
电极材料/电解质
Zn|Zn2+, SO42Pt|H2,H+ Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液
电极（Electrode)
电极材料/电解质 •传递电荷
Zn|Zn2+,SO42-,
•氧化或还原反应
Pt|H2,H+
的地点
•“半电池”
Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液
法拉弟定律的几个要点
1. 电和化学反应相互作用的定量关系 2. 不受电极、外界条件的影响 3. 适用于多个电化学装置的多个反应（串联）
e-
i
H2
Cl2
Na+
Cl-
Ag
Ag+
ei
Ag+
Ag+
H+
OH-
阴极
阳极
H+
NO3-
银阴极 银阳极
法拉弟定律的几个要点
1. 电和化学反应相互作用的定量关系 2. 不受电极、外界条件的影响 3. 适用于多个电化学装置的多个反应（串联） 4. 适用于单个电化学装置的多个反应（并联）
I
负极 e
e 正极
-2e Pb
Pb2+ PbSO4
H2O H+
SO4= SO4= H+
硫酸
+2e PbO2
Pb2+ PbSO4
铅酸蓄电池 (1860年--)
充电
(吸收电能)
负极 e
e 正极
Pb2+ PbSO4
+2e
Pb
Pb2+
H2O
PbSO4
大学化学之电化学基础课件
无论反应物是电对中的氧化态，还是其还原态，
氧化还原电对的EΘ的符号不变。
2Fe3+ + Sn2+ → 2Fe2+ + Sn4+
22
（2）电极组成：
正极：Pt│MnO4- （c1）,Mn2＋（c2）,H＋ （c3） 负极：Pt, O2 （p）│ H2O2 （c4）, H＋ （c3）
（3）电池符号：
（-）Pt, O2 （p）│ H2O2 （c4）, H＋ （c3）‖ MnO4- （c1）,Mn2＋（c2）,H＋ （c3） │ Pt（+）
×2) MnO4- ＋8H＋ + 5e = Mn2＋ ＋4H2O + ×5) SO32- ＋ H2O = SO42- ＋ 2H＋ + 2e
2MnO4-＋5SO32-＋6H＋ = 2Mn2＋＋5SO42-＋3H2O
例2 配平下列氧化还原反应：
H2S + H2SO3 → S + H2O H2S - 2e → S + 2H+ ① H2SO3 + 4H+ + 4e → S + 3H2O ②
25
5.3 电极电势 5.3.1 电极电势的产生 5.3.2 标准电极电势 5.3.3 Nernst方程式
26
5.3 电极电势
5.3.1 电极电势的产生 1.电极的双电层结构
+++++ +++++
+++++ +++++
----- -----
-----
---
（a）溶解>沉积
《电化学基础》课件
学习储能装置和电池技术的原 理，如锂离子电池和太阳能电 池。
燃料电池和电化学传感器
燃料电池
探索燃料电池的原理与应用，如氢燃料电池和燃料电池汽车。
电化学传感器
了解电化学传感器的工作原理，以及其在环境监测和医学诊断中的应用。
《电化学基础》PPT课件
本PPT课件将介绍电化学的基础理论、动力学、电池与电解池、电化学表征技 术以及电化学的应用领域，带你深入了解这个令人着迷的领域。
电化学基础理论
1 电化学基础概念
2 电化学反应的基本
学习电化学的基础概念，
特征和实验表征方 法
包括电解质、离子和电
探索电化学反应的特征
子传输。
以及实验方法，包括溶
了解反应速率和速率常数的 定义及其在动力学研究中的 重要性。
电池和电解池
1
电池和电解池的基本概念
探索电池与电解池的原理和应用，包
奥姆定律和纳尔斯特方程
2
括电子转移和离子传输过程。
学习奥姆定律和纳尔斯特方程，揭示
电池和电解池中电流与电势之间的关
系。
3
活性质量、化学放电和电化学 效率
和计时电流法
深入了解线性扫描伏安法和循环伏安法的 原理和应用。
探索电位阶跃法和计时电流法在电化学研 究中的重要性。
电化学应用
电催化和电极催化反应
电化学合成和电化学分析 储能装置和电池技术
了解电催化和电极催化反应的 应用，如催化转化和废水处理。
探索电化学合成和电化学分析 在化学工业和实验室中的应用。
电解和电沉积过程
4
响，以及化学放电和电化学效率的计
算。
了解电解和电沉积在电化学中的应用
以及相关实验和工业过程。
《电化学基础》PPT课件
一、电极电势的产生 原电池可产生电流，说明两电极间形成了电势
差。当电池内部无电流通过或通过的电流极小而接 近于零时，所测得的电势差就等于原电池的电动势E， 它代表了正负电极之间的电势差，即：
E＝ E + - E -
问题：单个电极的电势是怎样产生的？ 为什么不同电极具有不同的电势？
+++++ +++++
氧化值：把反映电子偏移情况的“形式电荷”数称为 “氧化值”。
(1)在单质中元素的氧化值等于零，因为原子间成键 电子并不偏离一个原子而靠近另一个原子。
(2)在二元离子化合物中，各元素的氧化值和离子的 电荷数相一致。
(3)在共价化合物中，成键电子对总是向电负性大的 元素靠近，所以电负性最大的F元素氧化值总是-1， 电负性次大的O元素一般为-2（在过氧化物中为-l， 在氟化物OF2、O2F2中分别为十2和十1 ），最常见 的H元素一般为+1（在盐型氢化物中为-1）。然后 按照化合物中各元素氧化值的代数和等于零(即整个 分子必定电中性)的原则来确定其他元素的氧化值。
金属-金属难 溶盐电极
Hg2Cl2 / Hg
Hg | Hg2Cl2 (s) | Cl-(c) Hg2Cl2+2e- =2Hg + 2Cl-
氢气电极
甘汞电极
例：将下列反应组装成原电池
2Al + 3NiCl2
2AlCl3 + 3Ni
解 负极：Al(s) →Al3+ + 3e正极：Ni2+ + 2e- → Ni(s)
负极反应： Zn(s) 还原态
Zn2+(aq) + 2e氧化态
差。当电池内部无电流通过或通过的电流极小而接 近于零时，所测得的电势差就等于原电池的电动势E， 它代表了正负电极之间的电势差，即：
E＝ E + - E -
问题：单个电极的电势是怎样产生的？ 为什么不同电极具有不同的电势？
+++++ +++++
氧化值：把反映电子偏移情况的“形式电荷”数称为 “氧化值”。
(1)在单质中元素的氧化值等于零，因为原子间成键 电子并不偏离一个原子而靠近另一个原子。
(2)在二元离子化合物中，各元素的氧化值和离子的 电荷数相一致。
(3)在共价化合物中，成键电子对总是向电负性大的 元素靠近，所以电负性最大的F元素氧化值总是-1， 电负性次大的O元素一般为-2（在过氧化物中为-l， 在氟化物OF2、O2F2中分别为十2和十1 ），最常见 的H元素一般为+1（在盐型氢化物中为-1）。然后 按照化合物中各元素氧化值的代数和等于零(即整个 分子必定电中性)的原则来确定其他元素的氧化值。
金属-金属难 溶盐电极
Hg2Cl2 / Hg
Hg | Hg2Cl2 (s) | Cl-(c) Hg2Cl2+2e- =2Hg + 2Cl-
氢气电极
甘汞电极
例：将下列反应组装成原电池
2Al + 3NiCl2
2AlCl3 + 3Ni
解 负极：Al(s) →Al3+ + 3e正极：Ni2+ + 2e- → Ni(s)
负极反应： Zn(s) 还原态
Zn2+(aq) + 2e氧化态
第十一章电化学基础.ppt
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。 将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、 失电子数目相同。然后，将两者合并，就得到了配平的氧 化还原反应的离子方程式。有时根据需要可将其改为分e2(SO4)3 + K2SO4+ H2O
(3)若出现分数，可调整为最小正整数：
2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
(4) 配平各元素原子数（观察法）
先配平非H、O原子，后配平H、O原子。 1）配平K+、SO42-数目 SO42-：左11，应+7；右18
配平原则： ① 电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。
② 质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。
配平步骤：
①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固 体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。
③分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素 的原子总数各自相等且电荷数相等。
3）配平（或核对）O的原子数目：已平衡。
对于电解质在溶液中的反应，也可通过“离子方程 式”表示（更简洁），配平步骤类似： MnO4- + Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O
(3)若出现分数，可调整为最小正整数：
2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
(4) 配平各元素原子数（观察法）
先配平非H、O原子，后配平H、O原子。 1）配平K+、SO42-数目 SO42-：左11，应+7；右18
配平原则： ① 电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。
② 质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。
配平步骤：
①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固 体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。
③分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素 的原子总数各自相等且电荷数相等。
3）配平（或核对）O的原子数目：已平衡。
对于电解质在溶液中的反应，也可通过“离子方程 式”表示（更简洁），配平步骤类似： MnO4- + Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O
MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O
电化学课件
交流阻抗法
通过测量交流信号作用下的电极响 应，分析电极过程的阻抗特性。
电导测量技术
溶液电导测量
测量溶液的电导率，了解溶液中 离子的迁移性质。
电极电导测量
测量电极材料的电导率，研究电 极的导电性能。
电导滴定法
通过测量滴定过程中溶液电导的 变化，确定滴定终点及待测物质
的浓度。
电化学测量实验方法
循环伏安法
掌握电化学基本原理和基础知识，了解电化学在各个领域的应用，培养分析和 解决电化学问题的能力。
学习内容
包括电解质溶液、原电池与电解池、电极过程动力学、电化学热力学与电化学 动力学、电化学分析方法等。通过实验和案例分析，加深对理论知识的理解和 应用。
02 电化学基础
电解质溶液
01
02
电解质溶液的定义和分类
电化学的历史与发展
18世纪末，意大利物理学家伏特发明了电池，为电化学的研究奠定了基础。
19世纪，英国科学家法拉第发现了电解定律，揭示了电流与化学反应之间的关系。
20世纪以来，随着理论和实验技术的不断发展，电化学在能源转换与存储、环境科 学、生物医学等领域取得了重要突破。
课程目标与学习内容
课程目标
交流阻抗谱
利用交流阻抗技术，研究金属腐蚀过程中的电荷转移和物 质传输过程。
金属腐蚀与防护实验技术
失重法
通过测量金属在腐蚀前后的质量 损失，评估金属的腐蚀速率。
电化学测试
运用电化学工作站进行电位、电 流、阻抗等参数的测量和分析。
表面分析技术
利用扫描电子显微镜（SEM）、 能谱仪（EDS）等手段，观察和 分析金属表面的腐蚀形貌和成分 变化。
离子选择性电极
利用离子选择性电极对特 定离子的响应，测量离子 浓度及电位。
通过测量交流信号作用下的电极响 应，分析电极过程的阻抗特性。
电导测量技术
溶液电导测量
测量溶液的电导率，了解溶液中 离子的迁移性质。
电极电导测量
测量电极材料的电导率，研究电 极的导电性能。
电导滴定法
通过测量滴定过程中溶液电导的 变化，确定滴定终点及待测物质
的浓度。
电化学测量实验方法
循环伏安法
掌握电化学基本原理和基础知识，了解电化学在各个领域的应用，培养分析和 解决电化学问题的能力。
学习内容
包括电解质溶液、原电池与电解池、电极过程动力学、电化学热力学与电化学 动力学、电化学分析方法等。通过实验和案例分析，加深对理论知识的理解和 应用。
02 电化学基础
电解质溶液
01
02
电解质溶液的定义和分类
电化学的历史与发展
18世纪末，意大利物理学家伏特发明了电池，为电化学的研究奠定了基础。
19世纪，英国科学家法拉第发现了电解定律，揭示了电流与化学反应之间的关系。
20世纪以来，随着理论和实验技术的不断发展，电化学在能源转换与存储、环境科 学、生物医学等领域取得了重要突破。
课程目标与学习内容
课程目标
交流阻抗谱
利用交流阻抗技术，研究金属腐蚀过程中的电荷转移和物 质传输过程。
金属腐蚀与防护实验技术
失重法
通过测量金属在腐蚀前后的质量 损失，评估金属的腐蚀速率。
电化学测试
运用电化学工作站进行电位、电 流、阻抗等参数的测量和分析。
表面分析技术
利用扫描电子显微镜（SEM）、 能谱仪（EDS）等手段，观察和 分析金属表面的腐蚀形貌和成分 变化。
离子选择性电极
利用离子选择性电极对特 定离子的响应，测量离子 浓度及电位。
大学化学第一章电化学基础课件
（4）半电池的表示法，半电池电极反应的写法 电池 Zn(s) ∣ZnSO4(a1) || H2SO4(a2) ∣H2 (p),Pt 半电池 Zn(s) ∣ZnSO4(a1) Pt，H2 (p)∣H2SO4(a2)
电极反应写还原反应形式 Zn ─→ Zn2+(a1) + 2e
H2 (p) ─→ 2H+ (a2) + 2e CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e-
电池
电解池 原电池
原电池：若电池能自发地在两极上发生化 学反应，并产生电流，此时化学能转化为电 能，则该电池就称为原电池（primary cell）。
实用的原电池称为化学电源。
原电池的构成
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
原电池将分子之间直接发生的氧化还原反应，通过电 极间接完成。每个电极上发生一个半反应—半电池反应 （或电极反应）。
由于我们只能测得原电池的电动势，无法 测得电极电势的绝对值。
就人为规定标准氢电极的电极电势为0，来 测定其它电极的标准电极电势。
其它电极的标准电极电势
以298.15K时的标准氢电极作为负极，待 测电极作为正极，组成原电池，待测电极也 要处于标准态时测得的电极电势就称为该电 极的标准电极电势。
各种电极的标准电极电势可以从化学手册 中查到。
/V 0.222 0.268 0.071 0.613 -0.557
0.098
氢电极使用不方便，常用甘汞电极代替标准氢电极。
甘汞电极
电极组成式 Pt，Hg，Hg2Cl2(s) | Cl-(c)
电化学基本知识ppt课件
电池过程
阴极
阳极
ZnSO4
CuSO4
Zn
Cu
盐桥
1.1 V
典型电化学过程
e
电化学过程的特点
Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s) 半反应: Zn(s) Zn2+ + 2e- 阳极反应 Cu2+ + 2e- Cu(s) 阴极反应 电子不能在离子导体中运动 离子不能在电子导体中运动 即：电子与离子间必定在界面处发生了转化，这个转化就发生在离子导体和电子导体的界面处。
高频区为电极反应动力学（电荷传递过程）控制，低频区由电极反应的反应物或产物的扩散控制。
从图可得体系R、Rct、Cd以及参数，与扩散系数有关，利用它可以估算扩散系数D。由Rct可计算i0和k0。
扩散阻抗的直线可能偏离45，原因：
电极表面很粗糙，以致扩散过程部分相当于球面扩散； 除了电极电势外，还有另外一个状态变量，这个变量在测量的过程中引起感抗。
盐桥
1. 可以同时测量极化电流和极化电位； 2. 三电极两回路具有足够的测量精度。
三电极的优点
1.2.5.1 辅助电极的作用 实现WE导电并使WE电力线分布均匀。 1.2.5.2 辅助电极的要求 ①辅助电极面积大； 为使参比电极等势面，应使辅助电极面积增大，以保证满足研究电极表面电位分布均匀，如是平板电极： ； ②辅助电极形状应与研究电极相同，以实现均匀电场作用。
参比电极
常见的参比电极 ①甘汞电极； Hg|Hg2Cl2|Cl- 由于Hg+→Hg2+ （亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受温度影响大。<70℃，另外，［Cl-］要饱和，防止 发生变化)。
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×2) MnO4- ＋8H＋ + 5e = Mn2＋ ＋4H2O + ×5) SO32- ＋ H2O = SO42- ＋ 2H＋ + 2e
2MnO4-＋5SO32-＋6H＋ = 2Mn2＋＋5SO42-＋3H2O
例2 配平下列氧化还原反应：
H2S + H2SO3 → S + H2O H2S - 2e → S + 2H+ ① H2SO3 + 4H+ + 4e → S + 3H2O ②
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5.2.2 原电池的符号表示
1.书写要求 （1） 负极写在左边，正极写在右边； （2）正负极之间用盐桥“‖”相接； （3）电极固体标志用一竖线“│”表示； （4）同相之不同物质间用“，”间隔； （5）若为离子时应注明其活度（浓度亦可）； （6）若电对不含金属导体，则需加一惰性导体； （7）纯气体、液体或固体与惰性电极名称之间以
（2）将反应拆分为氧化和还原两个半反应式： 还原反应： MnO4-→ Mn2＋ 氧化反应： SO32- → SO42-
(3) 配平：使半反应两边的原子数和电荷数相等
MnO4- ＋8H＋ + 5e = Mn2＋ ＋4H2O SO32- ＋ H2O = SO42- ＋ 2H＋ + 2e
11
（4） 使两个半反应得失电子数为其最小公倍 数，合并成一个配平的离子反应式：
2.原电池的构成 ⑴电势不同的两个电极； ⑵盐桥； ⑶外电路（检流计）。
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3.Daniell电池
e
—
+
图1 Daniell电池
电子由Zn极流向Cu极： Zn极电势低，为负极；Cu极电势高，为正极。
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4.特征 正极：氧化剂(Cu2+)被还原，半电池反应为： Cu2+ + 2e → Cu 负极：还原剂(Zn)被氧化，半电池反应为： Zn → Zn 2+ + 2e 电池反应为： Cu2+ + Zn → Cu + Zn 2+
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5.2.3 电池电动势
1.定义 电池电动势是电池正负极之间的瞬时电势
差。（在接近零电流下所测定的电势差） 2.表示
电池电动势 E＝ E+ - EE+ ─ 某时刻正极的电势， E- ─ 某时刻负极的电势。
思考：为什么手电筒电光愈用愈暗？
因为其电池电动势愈用愈低。
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5.2.4 电极类型
1.金属-金属离子电极：Zn | Zn2+(c) 电极反应 Zn2+ + 2e → Zn
22
（2）电极组成：
正极：Pt│MnO4- （c1）,Mn2＋（c2）,H＋ （c3） 负极：Pt, O2 （p）│ H2O2 （c4）, H＋ （c3）
（3）电池符号：
（-）Pt, O2 （p）│ H2O2 （c4）, H＋ （c3）‖ MnO4- （c1）,Mn2＋（c2）,H＋ （c3） │ Pt（+）
① × 2 + ② 得:
2H2S + H2SO3 = 3S + 3H2O
例3：配平Cl2(g) + NaOH Δ NaCl + NaClO3
解： Cl2（g）+ 2e = 2Cl-
①
Cl2（g）+ 12OH- = 2ClO3-+ 6H2O +10e ②
①×5 + ② 得：
6Cl2（g）+ 12OH- = 10Cl- + 2ClO3-+ 6H2O 化简得：
“，”间隔，并应注明其状态。
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2.应用示例
[例4]将氧化还原反应
2MnO4-＋5H2O2＋6H＋= 2Mn2＋ ＋8H2O ＋5O2↑
拆成两个半电池反应，并写出电极组成和电池组 成表示式。
解 （1）根据正极发生还原反应，负极发生氧化 反应的原则，拆分此氧化还原反应为两个半电 池反应：
正极反应：MnO4- ＋ 8H＋＋5e → Mn2＋＋ 4H2O 负极反应： H2O2 → 2H＋ ＋ O2 ＋ 2e
Fe3+ + e → Fe2+ Sn2+ → Sn4+ + 2e 氧化－还原反应的实质： 两个共轭电对之间的电子转移反应。
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3.电对拆分：
2MnO4-＋5H2C2O4 ＋ 6H＋ → 2Mn2＋ ＋ 10CO2 ＋ 8H2O
MnO4- ＋ 8H＋ ＋ 5e → Mn2＋ ＋ 4H2O ①
H2C2O4 → 2CO2 ＋ 2H＋ ＋ 2e
大学化学之电化学基础
1
电化学
电化学是研究化学能和电能相互转 化的一门科学.
化学能 电能, G 0 电能 化学能, G 0
2
人类一切生产和生命活动：能量供应问题。
煤、石油等燃烧发热
营养物质的消化吸收 体内的生物化学反应
氧化还原过程
生物电现象(心电、脑电)
3
主要内容 5.1 氧化还原反应 5.2 原电池 5.3 电极电势 5.4 原电池热力学 5.5 电解与电化学技术 5.6 金属的腐蚀与防护
4
5.1 氧化还原反应 5.1.1 氧化还原反应 5.1.2 氧化还原电对 5.1.3 氧化还原反应方程式的配平
5
5.1.1 氧化还原反应
1.定义
元素的氧化值发生了变化的化学反应。
2.特点
Sn2+ + Fe3+ → Sn4+ + Fe2+
（1）存在着氧化剂与还原剂；
（2）存在着氧化态与还原态。
Ox（氧化态）＋ ne 还原 Red（还原态） Nhomakorabea②
MnO4- / Mn2＋； CO2 /H2C2O4
9
5.1.3 氧化还原反应方程式的配平
离子-电子法
1.配平原则：
①电荷守恒：反应过程中氧化剂与还原剂 得失电子数相等。
②质量守恒：反应前后各元素的原子总数相 等。
2.配平的具体步骤：
（1）写出离子方程式： MnO4-＋SO32- ＋ H＋ → Mn2＋ ＋ SO42- ＋H2O
3Cl2（g）+ 6OH- = 5Cl- + ClO3-+ 3H2O 3Cl2（g）+ 6NaOH = 5NaCl + NaClO3+ 3H2O
5.2 原电池 5.2.1 原电池的概念 5.2.2 原电池的符号 5.2.3 电池电动势 5.2.4 电极类型
17
5.2.1 原电池的概念
1.定义 原电池是利用氧化还原 反应产生电流的装置。
氧化
6
5.1.2 氧化还原电对
1.电对 Ox + ne → Red
同种元素的氧化态与还原态构成了氧 化还原电对，记作Ox / Red。
如Sn4+/Sn2+ ，Fe3+/Fe2+，一个氧化还原 反应由两个氧化还原电对组成。
7
2.电极反应
任何氧化还原反应都可拆分为两个氧化还 原电对的半反应（半电池反应，电极反应）：
2MnO4-＋5SO32-＋6H＋ = 2Mn2＋＋5SO42-＋3H2O
例2 配平下列氧化还原反应：
H2S + H2SO3 → S + H2O H2S - 2e → S + 2H+ ① H2SO3 + 4H+ + 4e → S + 3H2O ②
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5.2.2 原电池的符号表示
1.书写要求 （1） 负极写在左边，正极写在右边； （2）正负极之间用盐桥“‖”相接； （3）电极固体标志用一竖线“│”表示； （4）同相之不同物质间用“，”间隔； （5）若为离子时应注明其活度（浓度亦可）； （6）若电对不含金属导体，则需加一惰性导体； （7）纯气体、液体或固体与惰性电极名称之间以
（2）将反应拆分为氧化和还原两个半反应式： 还原反应： MnO4-→ Mn2＋ 氧化反应： SO32- → SO42-
(3) 配平：使半反应两边的原子数和电荷数相等
MnO4- ＋8H＋ + 5e = Mn2＋ ＋4H2O SO32- ＋ H2O = SO42- ＋ 2H＋ + 2e
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（4） 使两个半反应得失电子数为其最小公倍 数，合并成一个配平的离子反应式：
2.原电池的构成 ⑴电势不同的两个电极； ⑵盐桥； ⑶外电路（检流计）。
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3.Daniell电池
e
—
+
图1 Daniell电池
电子由Zn极流向Cu极： Zn极电势低，为负极；Cu极电势高，为正极。
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4.特征 正极：氧化剂(Cu2+)被还原，半电池反应为： Cu2+ + 2e → Cu 负极：还原剂(Zn)被氧化，半电池反应为： Zn → Zn 2+ + 2e 电池反应为： Cu2+ + Zn → Cu + Zn 2+
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5.2.3 电池电动势
1.定义 电池电动势是电池正负极之间的瞬时电势
差。（在接近零电流下所测定的电势差） 2.表示
电池电动势 E＝ E+ - EE+ ─ 某时刻正极的电势， E- ─ 某时刻负极的电势。
思考：为什么手电筒电光愈用愈暗？
因为其电池电动势愈用愈低。
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5.2.4 电极类型
1.金属-金属离子电极：Zn | Zn2+(c) 电极反应 Zn2+ + 2e → Zn
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（2）电极组成：
正极：Pt│MnO4- （c1）,Mn2＋（c2）,H＋ （c3） 负极：Pt, O2 （p）│ H2O2 （c4）, H＋ （c3）
（3）电池符号：
（-）Pt, O2 （p）│ H2O2 （c4）, H＋ （c3）‖ MnO4- （c1）,Mn2＋（c2）,H＋ （c3） │ Pt（+）
① × 2 + ② 得:
2H2S + H2SO3 = 3S + 3H2O
例3：配平Cl2(g) + NaOH Δ NaCl + NaClO3
解： Cl2（g）+ 2e = 2Cl-
①
Cl2（g）+ 12OH- = 2ClO3-+ 6H2O +10e ②
①×5 + ② 得：
6Cl2（g）+ 12OH- = 10Cl- + 2ClO3-+ 6H2O 化简得：
“，”间隔，并应注明其状态。
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2.应用示例
[例4]将氧化还原反应
2MnO4-＋5H2O2＋6H＋= 2Mn2＋ ＋8H2O ＋5O2↑
拆成两个半电池反应，并写出电极组成和电池组 成表示式。
解 （1）根据正极发生还原反应，负极发生氧化 反应的原则，拆分此氧化还原反应为两个半电 池反应：
正极反应：MnO4- ＋ 8H＋＋5e → Mn2＋＋ 4H2O 负极反应： H2O2 → 2H＋ ＋ O2 ＋ 2e
Fe3+ + e → Fe2+ Sn2+ → Sn4+ + 2e 氧化－还原反应的实质： 两个共轭电对之间的电子转移反应。
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3.电对拆分：
2MnO4-＋5H2C2O4 ＋ 6H＋ → 2Mn2＋ ＋ 10CO2 ＋ 8H2O
MnO4- ＋ 8H＋ ＋ 5e → Mn2＋ ＋ 4H2O ①
H2C2O4 → 2CO2 ＋ 2H＋ ＋ 2e
大学化学之电化学基础
1
电化学
电化学是研究化学能和电能相互转 化的一门科学.
化学能 电能, G 0 电能 化学能, G 0
2
人类一切生产和生命活动：能量供应问题。
煤、石油等燃烧发热
营养物质的消化吸收 体内的生物化学反应
氧化还原过程
生物电现象(心电、脑电)
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主要内容 5.1 氧化还原反应 5.2 原电池 5.3 电极电势 5.4 原电池热力学 5.5 电解与电化学技术 5.6 金属的腐蚀与防护
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5.1 氧化还原反应 5.1.1 氧化还原反应 5.1.2 氧化还原电对 5.1.3 氧化还原反应方程式的配平
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5.1.1 氧化还原反应
1.定义
元素的氧化值发生了变化的化学反应。
2.特点
Sn2+ + Fe3+ → Sn4+ + Fe2+
（1）存在着氧化剂与还原剂；
（2）存在着氧化态与还原态。
Ox（氧化态）＋ ne 还原 Red（还原态） Nhomakorabea②
MnO4- / Mn2＋； CO2 /H2C2O4
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5.1.3 氧化还原反应方程式的配平
离子-电子法
1.配平原则：
①电荷守恒：反应过程中氧化剂与还原剂 得失电子数相等。
②质量守恒：反应前后各元素的原子总数相 等。
2.配平的具体步骤：
（1）写出离子方程式： MnO4-＋SO32- ＋ H＋ → Mn2＋ ＋ SO42- ＋H2O
3Cl2（g）+ 6OH- = 5Cl- + ClO3-+ 3H2O 3Cl2（g）+ 6NaOH = 5NaCl + NaClO3+ 3H2O
5.2 原电池 5.2.1 原电池的概念 5.2.2 原电池的符号 5.2.3 电池电动势 5.2.4 电极类型
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5.2.1 原电池的概念
1.定义 原电池是利用氧化还原 反应产生电流的装置。
氧化
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5.1.2 氧化还原电对
1.电对 Ox + ne → Red
同种元素的氧化态与还原态构成了氧 化还原电对，记作Ox / Red。
如Sn4+/Sn2+ ，Fe3+/Fe2+，一个氧化还原 反应由两个氧化还原电对组成。
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2.电极反应
任何氧化还原反应都可拆分为两个氧化还 原电对的半反应（半电池反应，电极反应）：