第8章 电解质溶液
第八章 电解质溶液解答
第八章电解质溶液上一章下一章返回1．柯尔拉乌希经验公式适用条件和范围是什么？柯尔拉乌希离子独立运动定律的重要性何在？答：柯尔拉乌希经验公式：，适用于强电解质水溶液，浓度低于0.01mol·dm-3的稀溶液。
根据离子独立移动定律，可以从相关的强电解质的Λ∞来计算弱电解质的Λ∞。
或由离子电导数值计算出电解质的无限稀释时摩尔电导。
2．电导率与摩尔电导概念有何不同? 它们各与哪些因素有关?答：电导率κ是：两极面积各为1m2，并相距1m时，其间溶液所呈的电导；而摩尔电导是在相距1m的两电极间含有1mol溶质的溶液所呈的电导，摩尔电导用Λm表示Λm＝κ/c，电导率κ与电解质本性有关，与温度有关，与电解质浓度有关；摩尔电导与电解质本性有关，与温度有关，与电解质浓度有关。
3．为什么用交流电桥测定溶液的电导? 为什么用1000H z(即c/s，周每秒)频率测定溶液的电导? 为什么在未知电阻的线路上并联一电容? 测准溶液电导的关键是什么?答：用交流电流测溶液的电导，可以避免电解作用而改变电极本性，并且可以消除电极的极化作用。
用1000Hz的交流频率可防止电极上的极化作用，并可用耳机检零。
并联电容是为了消除电导池的电容的影响。
测准电导的关键是在各接触点均接触的条件下，电桥平衡，正确检零。
4．当一定直流电通过一含有金属离子的溶液时，在阴极上析出金属的量正比于：(1) 金属的表面积； (2) 电解质溶液的浓度；(3) 通入的电量； (4) 电解质溶液中离子迁移的速度。
答：(3).5．在界面移动法测定离子迁移数的实验中，其结果是否正确，最关键是决定于：(1) 界面移动的清晰程度； (2) 外加电压的大小；(3) 阴、阳离子迁移速度是否相同； (3) 阴、阳离子的价数是否相同。
答：(1)6．电解质在水溶液中时，作为溶剂的水电离为 H+、OH－离子，为什么一般不考虑它们的迁移数?影响离子迁移数的主要因素是什么？答：因为水中H+与OH－的浓度甚低，K sp＝10－14，其迁移数极小，不考虑不会影响测量结果。
第八章电解质溶液
第八章电解质溶液1.在300 K 、100 kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。
设所用直流电的强度为S A ，电流效率为100 % 。
如欲获得1 m'H, C剖，需通电多少时间？如欲获得1 m'O,C剖，需通电多少时间？已知在该温度下水的饱和蒸气压为3 565 Pa 。
2.用电解NaCl 水溶液的方法制备NaOH，在通电一段时间后，得到了浓度为1. 0 mo!•dm-3的Na OH 溶液0. 6 dm3 ，在与之串联的铜库仑计中析出了30. 4 g Cu (s）。
计算该电解池的电流效率。
3. 用银电极来电解AgN O，水溶液，通电一定时间后，在阴极上有0. 078 g 的Ag (s）析出。
经分析知道阳极部含有水23. 14 g 、Ag N Oa o. 236 g o 已知原来所用溶液的浓度为每克水中溶有Ag N 030. 007 39 g，试分别计算A矿和N03 的迁移数。
4.在298 K 时，用Ag I AgCl 为电极，电解KC！的水溶液，通电前溶液中KC！的质量分数为四（KCl ) = l. 494 1×10-3，通$..后在质量为12 0. 99 g 的阴极部溶液中四（KCl ) = l. 940 4 ×10 3 ，串联在电路中的银库仑计中有160. 24 mg 的Ag 沉积出来，求K ＋和Cl 的迁移数。
5.在298 K 时，用Pb (s）作电极电解Pb (N0, ) 2 溶液，该溶液的浓度为每1 000 g 水中含有Pb (N03 )2 16. 64 g，当与电解池串联的银库仑计中有0. 16 5 8 g 银沉积时就停止通电。
已知阳极部溶液质量为62. 50 g，经分析含有Pb (N0,) 2 l. 151 g ，计算Pb2 ＋的迁移数。
6. 以银为电极电解氧化银饵（KCN + AgCN ）溶液时，Ag (s）在阴极上析出。
每通过1 mol 电子的电荷量，阴极部失去1. 40 mol 的Ag ＋和0. 8 mo！的CN一，得到0. 6 mol 的K ＋，试求：( 1）氧化银何配合物的化学表达式［Ag”CCN )m J•中n 、m 、z 的值3(2 ）氟化银饵配合物中正、负离子的迁移数。
第八章电解质溶液
第八章 电解质溶液一、基本公式和内容提要1、Faraday （法拉第）定律 B Q n z F+= (8 - 1 - 1)B B Qm M z F+=(8 – 1 -2)2、离子电迁移率和迁移数 EEr u r u ll++==d d ,d d -- （8-2-1）defBB I t I=(8-2-2)I r I r t t I r r Ir r +++++====++,-----(8-2-3)u u t t u u u u ++++==++,----(8-2-4)B 11t t t t t +++=∑=∑+∑=,--(8-2-5)m,+m,mmt t ΛΛΛΛ∞∞+∞∞==,--(8-2-6)m,++m,u F u F ΛΛ∞∞∞∞==,--(8-2-7)3、电导、电导率、摩尔电导率1I G R U==- (8-3-1)1AG lκκρ==,（8-3-2）defm m V cκΛκ==（8-3-3）cell 1l K R R A κρ===(8-3-4)4、Kohlrausch(科尔劳奇)经验式m m 1ΛΛ∞=-(5、离子独立移动定律mm,+m,-m m,+m,-v v ΛΛΛΛΛΛ∞∞∞∞∞∞+-=+=+,(8-5)6、Ostwald （奥斯特瓦尔德）稀释定律mmΛαΛ∞= （8-6-1）2m m m m Cc c K ΛΛΛΛ∞∞=-()（8-6-2）7、离子的平均活度、平均活度因子和电解质的平均质量摩尔浓度111defdefdefv v v v v v vvva a a m m m γγγ+-+-+-±+-±+-±+-===(),(),()（8-7-1）B v v vm a a a a a mγ+-±±±+-±===,（8-7-2）1、 离子强度def2B B B12I m z ∑=(8-8)9、Debye-Huckel(德拜-休克尔)的极限定律z A z I γ±+-=-lg(8-9-1)z 1B A z Ia Iγ+-±=+lg - (8-9-2)电解质溶液之所以能导电，是由于溶液中含有能导电的正、负离子。
(完整版)南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答
答:对电解质瀋液来说电导G 是其呆电的能力，以1 1型电解质洛腋为例.第八章电解质溶液L Faraday 电解定律的基本内容是什么？这定律在电牝学中有何用魁？答:拉第电解定律的基本内容込：通电于电解质溶液之后，（1）在电楼上（聘相界面八发生化学窘化的物质的駅勻通入电荷成正比.（2）若 将几亍电解池申联■通人一定的电荷議后•衽各个电解池的电极卜.发生化学变比的物质的帚祁相等.Qf-i> —z^-eL —z± F根据Faraday 定律,通过分析电解过程中反应物在电极上物质的址的变化，就可求出电的址的数值•在 电化学的定駁研究和电解工业上有車要的应用.2. 电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别晶什么？为什么盘煤电池中负极是阳极而正极是阴极？ 笞:给出陀了•到外电路的电极叫做电池的负极，在外砲路中电勢*低. 从外电路接受电子的电极叫做电池的止槻•在外电路中电势较高.发生氧化柞用的电极称为阳极■发生还原作用的一极称为阴极•原电池杓阳扱发生麵化作用•阴橈发生 还甌作用.内电路的电子由阳极运动到阴极.所械电池的阴彊是正彊，阳极是负极.3*电解质涪液的电导車和摩尔电导率与电解质溶液浓度的关采有何不同。
为什么？答匕蹑电解质漳液的电导率随若浓度的增大而升高（导电粒子数但大到一定程度以后，由于 正、负禹子之间的相f 作用增大•因而使离子的运动速率降低.电导率反而下降•弱电解质的电导率随故度 的变化不显蒼•浓度增加电离度减少.离子数目变化不天•摩尔电导率随灌廈的变化与电导率不同•浓度降 低，粒子之闾相互作用减弱・正、负薦子的运动速率因而增加•故摩爼电导率增加*4. 怎样分别求强电解嵐和弱电解质的无限稱降摩尔电錚率？为什么翌用车同的方袪？答:庄低威度尸,强电解陪液的摩尔电导率*枚线性关慕.Am*銘（1 一0Q在一定温度下，一定电解质溶液来说甲是定偵.通过作阳•宜线勺纵坐标的交点即为无限稀秫时落液 的辱尔电导率AS 1,即外推袪.弱电解质的无限廉释摩尔电导率A ;・跟据离了独立移动迄律•可由强电解质溶薇的无限稀释摩尔电 导率A 計设计求算，不能由外惟陆求出，由于购电解质的幡涪液在很低报度F ，Am 与丘不垦总线关系.并且 浓度的変化对的值影响很大.实验的谋差很大•由实验值直接求弱电解质的厲：很困难.5. 离子的摩尔电导率、离子的迁移速率、离子的电迁移率和离P 迁移数之间有哪些建址关系式？答，定図关系式*j uit* dE/dl r- = — dE/'dl牛t r_离子迁移連率*+川一厲产的电迁移率*A ；=（«7+u-）E6・在某电解质落液中•若丫门种离『疗在’则溶液的总电导应该用下列哪牛公式表示’(1) G =臣 +臣 + …*〔2〉G■无限稀释强电解质溶液十A ：,G=M A// te —Am • c稀电解质溶液 Am =At + A 二（Am 4-Am ）c = /lm * c+Am • CC4- ~Am * C 则 G+ =K+A// ・•・G 厂G+G 亠盒+斤…=》越7.电解质与非电解质的化学势表示形式冇何不同？活度因子的表示式有何不同? 答:非电解质的化学势的表示形式.阿=閔（T ） +RHny“・B 箫=山（T ） +RTlnu*R 电解质 抄=必（丁）+尺力皿8=川（7。
155-174 第八章电解质溶液
=
a++
a − −
=+ +−
1
=
+ +
− −
1
1
m
=
m + +
m − −
=
+
+
−
−
mB
a
=
m m
aB
=
a + +
a − −
= a
离子强度： I
=1 2
B
mB zB2
德拜—休克尔极限公式
lg = − A z+ z− I 在 298K 时，使用简化公式时，A 值取
0.509(
mol kg
在。摩尔电导率随浓度的变化与电导率不同，浓度降低，粒子之间相互作用减弱，正、负讘
的运动速率因而增加，故摩尔电导率增加。
4．怎样分别求强电解质和弱电解质的无限稀释摩尔电导率？为什么要用不同的方法？
答：在低浓度下，强电解质溶液的摩尔电导率与 c 成线性关系。
( ) m = m 1− c
在一定温度下，一定电解质溶液来说， 是定值，通过作图，直线与纵坐标的交点即
B
= B
(T
)
+
RTInγm,B
mB mB
= B
(T ) + RTInam,B
电解质
B
=
B
(T ) + RTInaB
=
B
(T ) + RTIna+ν+
aν− −
活度因子表示式：非电解质
am,B
=
ν m,B
mB mB
电解质
aB
=
ch8电解质溶液试题1
16. 298 K时，0.005 mol·kg-1 的KCl和 0.005 mol·kg-1 的NaAc溶液的离子平均活度系数分 别为γ±，1和γ±，2，则两者的关系为：_____________________。
17. 质量摩尔浓度为m的Na3PO4溶液，平均活度系数为γ±，则该电解质的活度a(Na3PO4)等于 ______________________________________。
－K
c
已知
c/ mol·dm-3
0.00391 0.00781
确定 A、B、C 三种配合物的型式,并写出分子式。
Λm / ( S·m2·mol-1)
A
B
C
128.7
155.7
106.8
123.1
147.9
102.9
（5 分）
4
K+ m ,K+
Cl−
∞ m ,Cl−
]
=
[c1
∞ m ,H+
λ c ∞ 1 m H+
+
λ c ∞ 2 m ,K+
+ (c1
+ c2 )λm∞,Cl− ]
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ上下各除以c2并加以整理得：
c1 =
λ λ [ + ] ∞ m ,K+
∞ m ,Cl−
c2
λ{ ∞ m ,H+
[( 1 tH+
)
−1]
−
λ∞ m ,Cl−
有相同的离子强度？ 假定完全电离，忽略水解。
四、问答题
25.
在含有HCl
c1和KCl
c2
的混合溶液中，若已知
第八章 电解质溶液
第八章 电解质溶液1.在300K 和100kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。
设所用直流电的压强为5A ，电流效应为100%。
如欲获得13m 2()H g ，需通电多少时间？如欲获得13m 2()O g ,需通电多少时间？已知在该温度下的饱和蒸汽压为3565Pa解：已知300K 的饱和蒸汽压3565Pa ，外压为100kPa 则放出气体的分压为： 100 3.56596.435kPa -= 则放出2H 的物质的量为mol RTV P n O H 66.38300314.81435.9622)(=⨯⨯==分放出2O 的物质的量为mol RTV P n O O 66.38300314.81435.9622)(=⨯⨯==分则38.66296500Q ZF ξ==⨯⨯238.66296500414.5()53600438.66496500829()53600Q t h I O Z Q t h I ⨯⨯===⨯=⨯⨯∴===⨯而的 2．用电解NaCl 水溶液的方法制备NaOH ，在通电一段时间后，得到了浓度为31.0mol dm -⋅的NaCl 溶液30.6dm ,在与之串联的铜库伦计中析出了30.4()gCu s 。
试计算该电解池的电流效率。
解： 22Cu e Cu +-+−−→ Q zF ζ=实际 ξ=Cu Cu M W =130.40.47863.6gmol g mol -=⋅ 2965000.47892254()Q C =⨯⨯=实际Q zF ζ=理论 22222H O e H OH --+−−→+ξ•=26.00.1⨯=0.3 mol 2965000.357900()Q C =⨯⨯=理论电流效率为：57900100%62.8%92254Q Q =⨯=理论实际 或者由于电流经过溶液与库仑计，直接由两者物质的量求出电流效率，但两者得到的电子数应一致，每析出1molCu ,理论上得到2molNaOH 。
第08章 电解质溶液的扩散
(Diffusion in Electrolytic Solution)
扩散是溶液的基本性质（1）
Applications:
1，测定微粒的分子量 2，估计胶体微粒的电荷 3，测定磨擦系数 4，测定溶解速度
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μi=μi0 + RTlnCi ；μF=μF0 + RTlnCf μi0 =μf0 （in dilute solution） 则两浓度面间的化学位差为: △μ=RTlnCf /Ci
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(
x
) 2
x
2 Dt e y2 dy
2 Dt
0
如果是纯溶剂，C0’’=0，则：
c c0 ' [1 ( x )
2
2 Dt
反过来，D值为：
D
x2
1
在这一过程中所做的功为 W= △μ
若过程为一极微过程,则 δW= dμ
根据静电学基本理论：单位电荷在电场力作 用下，从x 处迁移到（x+dx）处所做功为:
δW= dφ
而电场所做的功是电场力和电荷 迁移距离 的积, 有：－Fdx = dφ
即
F d
在电场作用下, 离子迁移的推动力
dx 为电位梯度.
中南大学物化课后知识题目解析8章电解质溶液
第8章电解质溶液1.用氧化数法配平下列反应式：As2S3(s)+HNO3(浓)→H3AsO4 + H2SO4 + NO2 + H2OFeS2(s) + O2→Fe2O3(s) + SO2Cr2O3(s) + Na2O2(s)→Na2CrO4(s) + Na2O(s)S + H2SO4(浓)→SO2 + H2O2.用铂电极电解氯化铜CuCl2溶液，通过的电流为st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="20" UnitName="a">20A，经过15分钟后，在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯气? （答案：2.297 dm3）解：（1）在阴极Cu2+＋2e →Cu析出铜(2) 在阳极2Cl-→Cl2(g) + 2e析出氯3.一电导池中装入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K时测得其电阻为453Ω。
已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的电导率为0.2768S·m-1。
在同一电导池中装入同样体积的浓度为0.55g·dm-3的CaCl2溶液，测得电阻为1050Ω。
计算电导池常数、该CaCl2溶液的电导率和摩尔电导率Λm(1/2CaCl2)。
（答案：125.4 m-1，0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）解：（1）电导池常数G（2）CaCl2的电导率(3) 摩尔电导率4.在298K，H + 和HCO-3的离子极限摩尔电导率λH+ =3.4982×10-2S·m2·mol-1，λHCO-3 = 4.45×10-3S·m2·mol-1。
第八章 电解质溶液
电位梯度 V• m-1
uB为单位电位梯度(1V• m-1)时的运动 速率，与离子本性(半径、电荷、水化 程度)和溶剂的性质（如粘度）有关。
表8.1 298.15 K无限稀水溶液中离子淌度
U 10 正离子 m 2 s -1 V -1 负离子
8
U 10 2 -1 -1 m s V
定Q
1 1 3 n(Au) ? n( Au ) ? n( O 2 ) 4 3 3 1 1 ? n( O 2 ) 电流效率 3 4
理论电量 100% (物质的量一定) 实际电量
实际产物质量 100%(电量一定) 理论产物质量
§8.2 离子的电迁移率和迁移数
一、离子的电迁移现象 + 阳 极+++++ +++++ +++++ ----- ----- ----阴 +极 + + + -
I 原电池 原电池
e
+2e PbO2
PbSO4
H2SO4
PbSO4
思考题:
下列说法正确的是： （A）原电池的正极就是阳极 （B）原电池的负极发生还原反应 （C）电解池的阴极发生氧化反应 （D）电解池的阳极发生氧化反应
二、 Faraday电解定律 通电量与各电极上发生氧化或还 原反应的物质的量之间的定量关系。 法拉第常数 F
设电解质为Mv+Nv，
m
= v+ m,+ + v m,
——Kohlrausch 离子独立移动定律
由于无限稀释时的导电能力取决于离子本性，而与共 存的其他粒子的性质无关，因此在一定溶剂和T条件下， 任何离子的m 为定值，可查表。
第8章电解质溶液
1、在300K 、100kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。
设所用直流电的强度为5A ，电流效率为100％。
如欲获得1m 3 H 2（g ），需通电多少时间？如欲获得1m 3 O 2（g ），需通电多少时间？已知在该温度下水的蒸气压力为3565Pa 。
解：氧气或氢气的压力为p ＝101325Pa －3565Pa ＝97760Pa在1dm 3中氧气或氢气的物质的量为3119776018.31430039.19pV n RTPa m J mol K Kmol--=⨯=⋅⋅⨯= 产生1mol H 2需2 mol 电子。
获得1m 3氢气，需通电时间为：11239.192965005.151273425212.23min=420.2hn F t Imol C mol C ss --⨯=⨯⨯⋅=== 产生1mol O 2需4 mol 电子。
获得1dm 3氧气，需通电时间为： 11439.194965005.302546850424.47min=840.41hn F t Imol C mol C ss --⨯=⨯⨯⋅=== 2、用电解NaCl 水溶液的方法制备NaOH ，在通电一段时间后，得到了浓度为1.0mol ·dm －3的NaOH 溶液0.6 dm ，在与之串连的铜库仑计中析出了30.4g Cu（s ）。
试计算改电解池的电流效率。
解：设发生反应的物质的基本单元为1e ，则发生如下反应：12Cu 2+ +e －＝12Cu H 2O+ e －＝OH －+H 2 Cl －－e －＝12Cl 2 所析出的Cu 的物质的量为：121230.40.95681163.54622Cu Cu Cu Cu Cu w w n mol M M ====⨯ 331.00.60.6Cl OH n n mol dm dm mol ---==⋅⨯=100%0.6100%0.956862.7%mol mol⨯=⨯=电极上产物的实际量电流效率=理论计算应得量3、用银作电极电解AgNO 3水溶液，通电一定时间后阴极上有0.078g 的Ag（s ）析出。
电解质溶液习题解答
第八章电解质溶液习题解答(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第八章 习题解答1、在300K 和100kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。
设所用直流电的强度为5A ，电流效率为100%。
来电解稀H 2SO 4溶液，如欲获得1m 3氢气，须通电多少时间如欲获得1m 3氧气，须通电多少时间已知在该温度下水的饱合蒸气压为3565Pa 。
解 电解时放出气体的压力为 p=()Pa=96435Pa 1m 3气体的物质的量为311(96435)(1)/()38.6637(8.314)(300)Pa m n pV RT mol J K mol K --⨯===⋅⋅⨯ 氢气在阴极放出，电极反应为 2H ++2e －→H 2(g)根据法拉第定律，It=ξzF=(Δn B /νB )·zF ， t=(Δn B /νB I)·zF 放氢时，12=H ν，z=2，11(38.6637)2(96500)1492418.821(5)mol t C mol s C s --=⨯⨯⋅=⨯⋅。
氧气在阳极放出，电极反应为 2H 2O-4e －→O 2(g)+4H + 放氧时，12=O ν，z=4，11(38.6637)4(96500)2984837.641(5)mol t C mol s C s --=⨯⨯⋅=⨯⋅。
2、用电解NaCl 水溶液的方法制备NaOH ，在通电一段时间后，得到了浓度为·dm -3的NaOH 溶液，在与之串联的铜库仑计中析出了的Cu(s)。
试计算该电解池的电流效率。
解 析出Cu(s)的反应为Cu 2++2e －→Cu电解NaCl 水溶液制备NaOH 的反应为 阴极上的反应 2H 2O+2e －→2OH -+H 2(g) 阳极上的反应 2Cl --2e －→Cl 2(g)电解总反应为 2H 2O+2NaCl →Cl 2(g)+H 2(g)+ 2NaOH即铜库仑计中若析出1molCu(s)，则理论上在电解池中可得到2 mol 的NaOH 。
第八章电解溶液
第八章电解质溶液教学目的与要求:使学生了解和掌握理解离子在外电场下的迁移情况，明确电导、电导率、摩尔电导率、迁移数、离子淌度与离子独立移动定律等概念及其关系式，了解强电解质溶液的德拜—尤格尔互吸理论、翁萨格电导理论的基本观点与公式推导，强电解质溶液的化学势的表示方法，了解离子活度、平均活度、和平均活度系数的概念。
重点与难点:离子在外电场下的迁移情况，电导、电导率、摩尔电导率等概念，迁移数、离子淌度与离子独立移动定律等概念及其关系式，强电解质溶液的德拜—尤格尔互吸理论、翁萨格电导理论的基本观点与公式推导，强电解质溶液的化学势的表示方法，了解离子活度、平均活度、和平均活度系数的概念。
电化学是研究电能与化学能相互转化以及相关规律的科学。
电化学在各行业中的应用：１．电解金属、冶炼―电解铜以及其他金属，电镀。
电解法合成化学物质。
２．化学电源—化学电池。
３．金属的腐蚀机理研究及腐蚀的防护。
４．在基础理论研究中的应用。
电化学科学的内容：电解质溶液理论，可逆电化学过程，非平衡电化学过程。
§8.１电化学的基本概念和法拉第定律基本概念导体的分类：第一类导体（电子导电体），金属，石墨，导电能力随温度的升高而降低。
第二类导体（离子导体），电解质溶液，导电能力随温度的升高而增加。
电化学装置：电解池，将电能转化为化学能的装置。
原电池：将化学能转化为电能的装置。
电极的分类：正极和负极――以电势高低来划分。
阴极和阳极――以电极反应来划分。
电化学装置的结构和特点：CuCl溶液的电解电解池：（１）2电极反应：阳极（氧化） ()()g Cl e aq Cl 221→+-阴极（还原） ()s Cu e Cu 21212→++总反应： ()()g Cl s Cu CuCl 22212121+→离子的迁移方向：正离子向负极移动，负离子向正极移动（离子受电场力 的作用）。
电池： 44CuSO ZnSO -电池电池反应： 正极（阴极）()()s Cu e aq Cu →++22 负极（阳极）()()aq Zn e s Zn +→-22 总反应()()()()s Cu aq Zn aq Cu s Zn +→+++22 离子的迁移方向：正离子向正极移动，负离子向负极移动（离子受化学 力的作用）。
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2H aq 2e H2 (g)
电极上的反应次序由
Na 2SO4
电解池
离子的活泼性决定
2. Faraday电解定律
Faraday 归纳了多次实验结果，于1833年 总结出了电解定律 （1）在电极界面上发生化学变化的物质的 量与通入的电荷量成正比。 （2）若将几个电解池串联，通入一定的电
阳极 阴极
A
B
阳极部
A
B 阴极部 中部
1. 离子的电迁移现象
（1）设正、负离子迁移的速率相等， r r ，则导电 任务各分担2 mol，在假想的AA，BB 平面上各有2 mol正、 负离子逆向通过。
4 mol
r+ r
阳极 A
阴极
B
当通电结束，阴、 阳两极部溶液浓 度相同，但比原 溶液各少了2 mol; 而中部溶液浓度 不变。
1
1
2. Faraday电解定律
如果在电解池中发生如下反应：
z
M
ze M (s)
电子得失的计量系数为 z+，欲从阴极上沉积出1 mol M(s)，即反应进度为1 mol 时，需通入的电量 为Q
Q( 1) z+eL z+ F
Q( ) z+ F
若反应进度为ξ 时 需通入的电量为
始态 终态
阳极部 A 中部 B 阴极部
1. 离子的电迁移现象
（2）设正离子迁移速率是负离子的三倍， r 3r ，则正 离子导3 mol电量，负离子导1 mol电量。在假想的AA,BB平 面上有3 mol正离子和1 mol负离子逆向通过。
阳极
4 mol
A
B
阴极
通电结束，阳极 部正、负离子各 少了3 mol，阴极 部只各少了1 mol， 而中部溶液浓度 仍保持不变。
阳极
3 3 H 2 O(l) O 2 (g) 3H + 3e 2 4
析出1.20g Au(s)时的反应进度为
1.20 g 3 6.09 10 mol 1 197.0 g mol
(1) Q zF 3 965 00 C mol 1 6.09 103 mol 1 763 C
1.1 基本概念
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 AgBr、PbI2 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
例题
解： 电极反应为： Ni2+(aq)+2e-=Ni（s）
镀层中含Ni(s)的质量为:
10 10 cm2 2 0.005 cm 8.9g cm-3 8.9g
按所写电极反应，析出8.9g Ni(s)的反应进度为:
8.9 g 0.152mol 1 58.69 g mol
阳极
阴极
A
B
阳极部 A 中部 B 阴极部
1. 离子的电迁移现象
当通入 4 mol 电子的电量时，阳极上有 4 mol 负离
子氧化，阴极上有 4 mol正离子还原。
阳极
阴极
A
B
阳极部 A中部 B 阴极部
1. 离子的电迁移现象
两电极间正、负离子要共同承担4 mol电子电量 的运输任务。 现在离子都是一价的，则离子运输电荷的数 量只取决于离子迁移的速度。
1. 原电池和电解池
1.2 原电池和电解池 原电池中
负 极
阳离子迁向阴极
正 极
负载电阻
在阴极上发生还原的是
Zn
e-
Cu
e-
Cu2 aq 2e Cu(s)
阴离子迁向阳极 在阳极上发生氧化的是
Zn s Zn2 (aq) 2e
e
2+ 2+ 阴 Zn Cu 阳 2- 极 极 SO2SO 4 4
如果正、负离子荷电量不等，如果电极本身也发 生反应，情况就要复杂一些。
2. 离子的电迁移率和迁移数
2.1 离子的电迁移率：又称为离子淌度(ionic mobility)， 相当于单位电位梯度时离子迁移的速率 离子在电场中运动的速率用公式表示为：
1. 原电池和电解池
1.1 基本概念 （1）导体：能导电的物质称为导电体， 通常分为两类：
第一类导体又称电子导体，如金属、石墨等 第一类导体的特点是： 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
1. 原电池和电解池
2. Faraday电解定律
说明：（2）电流效率
按Faraday定律计算所需理论电荷量 电流效率 100% 实际所消耗的电荷量
或
电极上产物的实际质量 电流效率 100% 按Faraday定律计算应获得的产物质量
2. Faraday电解定律
Faraday电解定律的意义 （1） 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。 （2） 该定律在任何温度、任何压力下均可以
荷量后，在各个电解池的电极上发生化学变
化的物质的量相等。
2. Faraday电解定律
人们把在数值上等于1 mol元电荷的电量称为
Faraday常数。
已知元电荷电量 e 为 1.6022 1019 C
F Le
6.022 10 mol 1.602 2 10
23
19
C
96 484.6 C mol 96 500 C mol
理论用电荷量为：
Q zF 2 965 00 C mol 1 0.152 mol 2.9 104 C
2.9 104 C 实际用电荷量为： Q （实际） = 3.0 104 C 0.96
Q(实际) 3.0 104 C 4 1.5 10 s 4.2h 通电时间为： t 1 I 2.0 Cs
例题 2. 需在10×10cm2的薄铜片两面镀上0.005cm厚的 Ni层[镀液用Ni(NO3)2溶液]，假定镀层均匀分布， 用2.0A的电流得到上述厚度的镍层需要通电多长时 间？设电流效率为96.0%。 已知金属镍的密度为8.9 g· cm-3 ，Ni（s）的摩尔质 量为58.69g· mol-1 。
例题 解法1：若电极反应表示为
阴极 1 Au 3+ e 1 Au(s) 3 3
阳极
1 1 H 2O(l) O 2 (g) H + e 2 4
析出1.20g Au(s)时的反应进度为
1.20 g 1.20 g 0.0183 mol 1 1 M ( Au) 197.0 g mol -1 3 3 (1) Q zF 1 96500 C mol 1 0.0183 mol=1 766 C
e
－ － － － －
-
e
＋ ＋ ＋ ＋ ＋
阴 极
正 极
e 正极 外电路：负极
电解质溶液：在外电场作用下， 阴阳离子定向移动，共同完成
导电任务。
界面：两极分别发生氧化和 还原反应，完成电子在界面 的传递
HCl溶液 电解池
H2 2H++ 2e-
Cl2 +2e- 2Cl-
H2(g)+Cl2(g) 2HCl
1. 原电池和电解池
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。 电解
电能
电池
化学能
1. 原电池和电解池
⒈电解 精炼和冶炼有色金属和稀有金属 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 ⒉ 电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化和医 学等方面都要用不同类型的化学电源。 ⒊ 电化学分析 ⒋ 生物电化学
第八章
电解质溶液
电解
电能
电池
化学能
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
1. 原电池和电解池
2. Faraday电解定律
r+ 3r 始态
终态 阳极部
A 中部 B
阴极部
1. 离子的电迁移现象
离子电迁移的规律：
（1）向阴、阳两极迁移的正、负离子物质的量总 和恰好等于通入溶液的总电量。
阳极部物质的量的减少 正离子所传导的电量(Q ) （2） 阴极部物质的量的减少 负离子所传导的电量(Q ) 正离子的迁移速率(r ) = 负离子的迁移速率(r )
使用。
（3） 该定律的使用没有什么限制条件。
例题
1.通电于Au(NO3)3 溶液，电流强度I=0.025A 阴极上析出 Au(s)=1.20 g
已知 M (Au)=197.0 g mol1, M (O2 ) 32.0 g mol1 求：⑴ 通入电荷量 Q ⑵ 通电时间 t ⑶ 阳极上放出氧气的质量
HCl溶液 电解池
2H++ 2e- H2
2Cl- Cl2 +2e-
极分别发生氧化和还原反应， 完成电子在界面的传递
2HCl H2(g)+Cl2(g)
1. 原电池和电解池
1.2 原电池和电解池
（2）原电池：化学能电能
阳 极
负 极
H2 负载电阻 Cl2
可逆情况下： Wf = (ΔG)T,p = – Q · E
§8.2 离子的电迁移率和迁移数