物理化学及实验褚莹第七章电解质溶液
物理化学第七章 电化学习题及解答资料
物理化学第七章电化学习题及解答资料物理化学第七章电化学习题及解答资料第七章电化学习题及解答1.用铂电极电解cucl2溶液。
通过的电流为20a，经过15min后，问：（1）在阴极上要划出多少质量的cu;(2)在27℃，100kpa之下，阳极划出多少cl2？求解：电极反应为阴极：cu2++2e-=cu阳极:2cl--2e-=cl2电极反应的反应进度为ξ=q/(zf)=it/(zf)因此：mcu=mcuξ=mcuit/(zf)=63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928gvcl2=ξrt/p=2.328dm32.用银电极电解agno3溶液。
通电一定时间后，可同在阴极上划出1.15g的ag，并言阴极区溶液中ag+的总量增加了0.605g。
谋agno3溶液中的t(ag+)和t(no3-)。
解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中ag+的总量的改变dmag等于阴极析出银的量mag与从阳极迁移来的银的量m’ag之差：dmag=mag-m’agm’ag=mag-dmagt(ag+)=q+/q=m’ag/mag=(mag-dmag)/mag=(1.15-0.605)/1.15=0.474t(no3-)=1-t(ag+)=1-0.474=0.5263.未知25℃时0.02mol/lkcl溶液的电导率为0.2768s/m。
一电导池中充以此溶液，在25℃时测出其电阻为453ω。
在同一电导池中放入同样体积的质量浓度为0.555g/l的cacl2溶液，测得电阻为1050ω。
排序（1）电导池系数；（2）cacl2溶液的电导率；（3）cacl2溶液的摩尔电导率。
解：（1）电导池系数kcell为kcell=kr=0.2768×453=125.4m-1（2）cacl2溶液的电导率k=kcell/r=125.4/1050=0.1194s/m（3）cacl2溶液的摩尔电导率λm=k/c=110.983×0.1194/(0.555×1000)=0.02388sm2mol-4.25℃时将电导率为0.141s/m的kcl溶液装入一电导池中，测得其电阻为525ω。
物理化学第7章 电化学参考答案
第7章 电化学 习题解答1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。
解：根据BItM m zF=得 Ag Ag 0.23060107.87g 0.4025 g 196500ItM m zF⨯⨯⨯===⨯2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu2e Cu(s)+-+→阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e --→++在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为:Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==⨯⨯=根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为2H Cu 19301737mol 0.001 mol 296500Q Q Q n zFzF --====⨯ 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3的溶液0.6 dm 3，同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。
Cu Cu 30.4mol 0.957 mol 1163.52m n M ===⨯电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。
而实际所得NaOH 的产量为(1.0×0.6) mol = 0.6 mol所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即0.6100%62.7%0.957η=⨯=4. 如果在10×10 cm 2的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用 2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为96.0%。
已知金属的密度为8.9 g/cm 3，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。
第七章(一) 电解质溶液.ppt
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2010-6-19
法拉第常数
法拉第常数在数值上等于1 mol元电荷的电量. 已知元电荷电量为 1.6022 × 1019 C
F=Le =6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C =96484.6 Cmol-1 ≈96500 Cmol-1
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2010-6-19
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离子的电迁移现象
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离子的电迁移现象
设离子都是一价的,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. 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.
离子的电迁移现象 电迁移率和迁移数 离子迁移数的测定
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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5 mol,分别用+,号代替.
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离子迁移数的定义
设相距为l,面积为A的两个平行惰性电极,左方 接外电源负极,右方接正极,外加电压为E.在电极 间充以电解质 M x N y 的溶液,它的浓度为c( mol m -3 ), 解离度为 α .
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离子迁移数的定义
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物理化学第七章课后答案完整版
饱和水溶液中 的浓度为
因此，
7.14已知25ØC时某碳酸水溶液的电导率为 ，配制此溶液的水的电导率为 。假定只考虑 的一级电离，且已知其解离常数 ，又25ØC无限稀释时离子的摩尔电导率为 ， 。试计算此碳酸溶液的浓度。
解：由于只考虑一级电离，此处碳酸可看作一元酸，因此，
7.36将下列反应设计成原电池，并应用表7.7.1的数据计算25 ºC时电池反应的
解：（1）
（2）
（3）
7.37（1）应用表7.7.1的数据计算反应 在25 ºC时的平衡常
数 。
（2）将适量的银粉加入到浓度为 的 溶液中，计算平衡时Ag+的浓度（假设各离子的活度因子均等于1）。
解：（1）设计电池
（2）设平衡时Fe2+的浓度为x,则
解应，应用表7.7.1的数据计算25ØC时各电池的电动势及各电池反应的摩尔Gibbs函数变，并指明各电池反应能否自发进行。
解：（1）
，反应可自发进行。
（2）
，反应可自发进行。
7.26写出下列各电池的电池反应。应用表7.7.1的数据计算25ØC时各电池的电动势、各电池反应的摩尔Gibbs函数变及标准平衡常数，并指明的电池反应能否自发进行。
根据Nernst方程，
由于 ，该电池反应可以自发进行。
7.29应用表7.4.1的数据计算下列电池在25ØC时的电动势。
解：该电池为浓差电池，电池反应为
查表知，
7.30电池 在25ØC时电动势为 ，试计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。
解：该电池的电池反应为
根据Nernst方程
7.31浓差电池 ，其中 ，已知在两液体接界处Cd2+离子的迁移数的平均值为 。
物理化学中国石油大学课后习题答案第7章
Ag + 和NO3的迁移数分别为
t Ag +
=
n迁 n电
=
0.0003399 0.0007229
= 0.47
tNO3 = 1 − tAg+ = 0.53
6、在 298K时电解用Pb(s)作电极的Pb(NO3)2溶液，该溶液的浓度为每 1000g水中含有 Pb(NO3)216.64g，当与电解池串联的银库仑计中有 0.1658g银沉积后就停止通电。阳极部 溶液质量为 62.50g，经分析含有Pb(NO3)21.151g，计算Pb2+的迁移数。
n迁 = n始 − n终 + n电
= ⎡⎣(3.082 − 3.475 + 0.7683)×10−3 ⎤⎦ mol = 3.753×10−4 mol
t Pb 2+
=
n迁 n电
=
3.753 × 10−4 7.683 × 10− 4
= 0.49
7、以银为电极通电于氰化银钾（KCN+AgCN）溶液时，银（Ag）在阴极上析出。每通 过 1mol电子的电量，阴极部失去 1.40mol的Ag+和 0.8mol的CN-，得到 0.6mol 的K+,试求：
n终
=
WAgNO3 M AgNO3
=
⎛ ⎜⎝
0.236 169.91
⎞ ⎟⎠
mol
=
0.001389mol
电解前后，阳极部 Ag + 物质的量的变化是由 Ag + 的迁出和 Ag + 的电解所引起的，则
n迁 = n始 − n终 + n电
= (0.001006 − 0.001389 + 0.0007229) mol = 0.0003399mol
物理化学练习题与答案
第七章电解质溶液一、选择题1.用同一电导池分别测定浓度为0.01 mol·kg-1和0.1 mol·kg-1的两个电解质溶液，其电阻分别为1000 Ω和500 Ω，则它们依次的摩尔电导率之比为( B )(A) 1 : 5(B) 5 : 1(C) 10 : 5(D) 5 : 102. 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,则有( A )(A) γ±,1= γ±,2(B) γ±,1＞γ±,2(C) γ±,1＜γ±,2(D) γ±,1≥γ±,23. 在HAc解离常数测定的实验中，总是应用惠斯顿电桥。
作为电桥平衡点的指零仪器，结合本实验，不能选用的是：（D ）(A) 耳机(B) 电导率仪(C) 阴极射线示波器(D) 直流桥流计4. 1-1型电解质溶液的摩尔电导率可以看作是正负离子的摩尔电导率之和，这一规律只适用于：（C ）(A) (A) 强电解质(B) (B) 弱电解质(C) (C) 无限稀释电解质溶液(D) (D) 摩尔浓度为1的溶液二、填空题( 共7题14分)11. 2 分(3892)3892CaCl2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_____________________________。
12. 2 分(4069)40690.3 mol·kg-1Na2HPO4水溶液的离子强度是_____0.9_____________ mol·kg-1。
13. 2 分(4070)4070浓度为0.1 mol·kg-1的MgCl2水溶液，其离子强度为______0.3_____________ mol·kg-1。
14. 2 分(3822)3822有下列溶液：(A) 0.001 mol·kg-1 KCl(B) 0.001 mol·kg-1 KOH(C) 0.001 mol·kg-1 HCl(D) 1.0 mol·kg-1 KCl其中摩尔电导率最大的是（ C ）；最小的是（ D ）。
物理化学课件第7章_电解质溶液
生化和医学等方面都要用不同类 型的化学电源。
⒊电分析 ⒋生物电化学
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2021-3-12
电化学分析
电化学传感器
电化学技术与环境监测 快速、灵敏、准确、结构简单、便于自动化
离子传感器：
掺EuF2 的氟化镧传感器监测饮用水或污水中氟的含量 硫化银+卤化银混合的晶体膜电极测定卤素离子(Cl－ 、Br－ 、I－ ) 硫化银+金属硫化物膜电极 测定相应金属离子(如Cu2 + 、Pb2 + 、Cd2 + )
• 直到1950年代后，电化学中的动力学问题才 得到重视。新材料、新体系、新方法的利用， 对电化学的发展作用越来越大。
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2021-3-12
电化学发展趋势
i）向交叉领域发展: 有机电化学、生物电化学、 光谱电化学、量子电化学等等。
ii）向微观发展: 从原子、分子水平上研究电化 学体系。并进一步向上拓宽至纳米尺度，向 下拓宽至单分子 (单原子) 水平 纳米电 化学的兴起。这可能是解决电化学学科中一 些长期未决的基本科学问题的关键。
法拉第定律的文字表述
⒈ 在电极界面上发生化学变化物质的量与 通入的电量成正比。
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。
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2021-3-12
法拉第定律的数学表达式
W
f
0
GT . p 0
当充分发挥时， GT.p Wf(M)
物理化学第七章课后答案完整版电子教案
第七章电化学7.1用铂电极电解溶液。
通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ØC，100 kPa下的？解：电极反应为电极反应的反应进度为因此：7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。
当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ØC、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。
用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。
解：两个电量计的阴极反应分别为电量计中电极反应的反应进度为对银电量计对氢电量计7.3用银电极电解溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。
求溶液中的和。
解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差：7.4用银电极电解水溶液。
电解前每溶液中含。
阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为总反应为通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。
试计算溶液中的和。
解：先计算是方便的。
注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极7.5用铜电极电解水溶液。
电解前每溶液中含。
通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。
试计算溶液中的和。
解：同7.4。
电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为因此，7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。
令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。
以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。
计算在实验温度25 ØC下，溶液中的和。
解：此为用界面移动法测量离子迁移数7.7已知25 ØC时溶液的电导率为。
一电导池中充以此溶液，在25 ØC时测得其电阻为。
Chapter7_电化学系统
b b 0.1 0.1mol kg1 b a 0.1 0.795 0.0795
6.32 104 aB a
23
1
Physical Chemistry CAI
物理化学教学课件
强电解质可分为不同价型， Ex.
NaNO3
BaSO4 Na2SO4 Ba(NO3)2
z+＝1 ｜z-｜＝1 称为 1-1型电解质；
z+＝2 ｜z-｜＝2 称为 2-2型电解质； z+＝1 ｜z-｜＝2 称为 1-2型电解质； z+＝2 ｜z-｜＝1 称为 2-1型电解质。
电解质溶液的性质 热力学性质 导电性质
定义
B
def
RT ln aB RT ln(a a )
aB a a
12
Physical Chemistry CAI
物理化学教学课件
正、负离子的活度因子定义为：
def a b /b
b+、b
2
Physical Chemistry CAI
物理化学教学课件
§ 7.1
电解质溶液研究的内容
电解质溶液：是指溶质溶于溶剂中后，溶质能完全解离 或部分解离成离子所形成的溶液。
电解质溶液普遍存在于自然界及生物体中。
3
Physical Chemistry CAI
物理化学教学课件
1.电解质的分类
电解质是指溶于溶剂或熔化时能形成带相反电荷的离子，
-1
4
4/5
物理化学(印永嘉)-第七章-电化学
第七章 电化学
4. 离子独立运动定律及离子摩尔电导率
柯尔劳许：“在无限稀释时，所有电解质全部电离， 离子间的一切作用力均可忽略。因此离子在一定电场 作用下的迁移速率只取决于该种离子的本性而与共存 的其它离子的性质无关。”
(1)由于无限稀释时离子间一切相互作用均可忽略，所以
M A Mz A z-
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Faraday
第七章 电化学
电量计（库仑计）
以电极上析出（固体或气体）或溶解的物质的 量测定电量。如：铜电量计，银电量计和气体电 量计。 例：阴极上析出0.4025g银，则通过的电量为： Q=nF=(0.4025/109) 96500=356.3C 阴极上析出0.2016g铜，则通过的电量为： Q=nF=(0.2016/63.5) 2 96500=612.7C
c/ moldm-3 0.01
0.10 1.00
1000g水中 KCl的质量 (单位为g) 0.74625
7.47896 76.6276
电导率/(Sm-1) 0℃ 0.077364
0.71379 6.5176
18℃ 0.122052
1.11667 9.7838
25℃ 0.140877
1.28560 11.1342
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2. 法拉第定律
当电流通过电解质溶液时，通过电极的电量Q与 发生电极反应的物质的量n成正比。即Q=nF 其中： n:电极反应时得失电子的物质的量 F:为法拉第常数 F =L e =6.02210231.6022 10-19 =96485 C mol-1 通常取值为1F＝96.5kC· mol-1
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
物理化学第七章电化学习题及解答
物理化学第七章电化学习题及解答第七章电化学习题及解答1. 用铂电极电解CuCl2溶液。
通过的电流为20 A，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl2？解：电极反应为阴极：Cu2+ + 2e- = Cu阳极: 2Cl- - 2e- = Cl2电极反应的反应进度为ξ = Q/(ZF) =It / (ZF)因此：m Cu = M Cuξ = M Cu It /( ZF) = ×20×15×60/(2×=V Cl2 = ξ RT / p = dm32. 用银电极电解AgNO3溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出的Ag，并知阴极区溶液中Ag+的总量减少了。
求AgNO3溶液中的t (Ag+)和t (NO3-)。
解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中Ag+的总量的改变D m Ag等于阴极析出银的量m Ag与从阳极迁移来的银的量m’Ag之差：D m Ag = m Ag - m’Agm’Ag= m Ag - D m Agt (Ag+) = Q+/Q =m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag)/ m Ag = =t (NO3-) = 1- t (Ag+) = 1- =3.已知25 ℃时 mol/L KCl溶液的电导率为 S/m。
一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为L的CaCl2溶液，测得电阻为1050Ω。
计算（1）电导池系数；（2）CaCl2溶液的电导率；（3）CaCl2溶液的摩尔电导率。
解：（1）电导池系数K Cell为K Cell = k R = ×453 = m-1（2）CaCl2溶液的电导率k = K Cell /R = 1050 = S/m（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率Λm = k/C = ××1000)= S·m 2·mol -4. 25 ℃时将电导率为 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。
物理化学PPT-第七章
计算难溶盐的溶解度及溶度积
c
—测
m
—查
2
c 而溶度积 K c 注：因溶解度极小，水的电离不能忽略 实测 实验用水
其它：凡与离子浓度有关的物理量
7· 1· 2 电解质的化学势（反应性质） z 强电解质 B —— Cz A
电动势的公式对电极电势仍成立， 但必须写还原电极反应。
7· 3· 2 电极电势的计算 ① 标准电极电势 Eθ(电极)——查表 不同价态电极电势间关系 例7· 3· 1：25℃时， Eθ(Fe3+/Fe)=－0.036V Eθ(Fe3+,Fe2+/Pt)=0.770V 求： Eθ(Fe2+/Fe)=？
解：写还原反应，电动势的公式仍适用 Fe3++3e Fe┄┄△rGm,1=－3FE1 Fe3++e Fe2+┄┄△rGm,2=－FE2 Fe2++2e Fe┄┄△rGm,3=－2FE3
∵ ①－②=③
rGm,3 rGm,1 rGm,2
2FE3 3FE1 FE2
3E1 E2 E3 2
E r Sm zF T P
F——每摩尔电子电量：96485 C· mol－1
E T P —原电池的温度系数
E r H m rGm Tr Sm zFE zFT T P 例7· 2· 1：某恒T，P下化学反应 ① 直接混合发生（或短路时） ② 以可逆电池方式发生 两过程 r Hm , rGm , r Sm , Qm ,W 关系如何？
电导率
l 1 G S m A Kcell=l/A——电导池常数
物理化学电解质溶液PPT课件
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5.2.3强电解质溶液电导率、摩尔电导率与浓度
电导率、摩尔电导率都是衡量电解质溶液导电能 力的物理量。溶液的浓度和电导率、摩尔电导率有着 什么样的关联呢？
23
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1.电导率与浓度的关系
强电解质溶液:κ随C的增加而升 高。当C增加到一定程度后，离 子相互作用加强，离子运动速率 降低，κ也降低，如H2SO4和 KOH溶液。
:离子迁移速率
d E : 电势梯度
dl
式中U称为离子淌度，其物理意义是电势梯度为单 位数值时的离子迁移速率，其单位是m2·V-1·s-1。
离子淌度与离子的本性（离子半径、所带电荷）以 及溶液的黏度及温度有关。
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通入4mol 电 量 2.离子迁移数
迁移过程：q+ ＋│q－│ ＝ q
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q V 1 q V
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通入4mol电量
迁移过程：q+ ＋ │q－│＝q
15
q V 3 q V
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定义：电解质溶液中各种离子的导电份额或导电百分数， 用tB 表示，tB无量纲。
def
tB
qB / q
qB—B种离子传输的电量 q—通过溶液的总电量
对于只含有一种正离子和一种负离子的电解质溶 液而言，正、负离子的迁移数分别为
tqq q
tqq q
t+ + t- = 1
迁移数与淌度间的关系为
tUU U
tUU U
16
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离子迁移率反映出离子在一定电场条件下 的定向移动的快慢程度；
迁移数反映出离子承担运载电量的比例； 离子迁移率越大，该离子的迁移数就越大；
物理化学学习指导书(下)
物理化学学习指导书（下）电解质溶液一、判断题：1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ,离子平均活度因子为g ±，则其离子平均活度 。
（ ） 2、298K 时，相同浓度（均为0.01mol ×kg -1）的KCl ，CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl 3。
（ ）3、0.005 mol × kg -1的BaCl 2水溶液，其离子强度I = 0.03 mol × kg -1。
（ ）4、AlCl 3水溶液的质量摩尔浓度若为b ，则其离子强度I 等于6b 。
（ ）5、对于一切强电解质溶液－ln g ±=C |z + z －|I 1/2均能使用。
（ ）6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液中含有由电解质离解成的正负离子。
（ ）7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液所遵从的热力学规律。
（ ）8、离子迁移数t + + t －＜1 。
（ ）9、离子独立运动定律只适用于无限稀薄的强电解质溶液。
（ ）10、无限稀薄时，HCl 、KCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相同浓度、相同单位电场强度下，三种溶液中的Cl -迁移数相同。
（ ）11、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解溶液的浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减小。
（ ） 12、用Λm 对作图外推的方法，可以求得HAc 的无限稀薄摩尔电导率。
（ ） 13、在一定温度下稀释电解质溶液，摩尔电导率增大，而电导率的变化不一定增大。
（ ）14．恒温下，电解质溶液的浓度增大时，其电导率增大，摩尔电导率减小。
（ ）15．以 对 作图，用外推法可以求得弱电解质的无限稀释摩尔电导率。
（ ）16．离子独立运动定律既可应用于无限稀释的强电解质溶液，又可应用于无限稀释的弱电解质溶液。
（ ）17．电解质溶液中的离子平均活度系数 <1。
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17
若通过溶液的电量为 Q ，迁移液柱 a和 bab
间液柱的体积 为V，溶液中C+的浓度为c，则离子
C+的迁移数为：
t
cVz F Q
2、希托夫(Hittorf)迁移法：
图7-7 希托夫法测定离子迁移数的装置
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18
[例题]用金属铂作电极电解HCl溶液，阴极区一定
量的溶液中在通电前后含Cl-的质量分别为0.177g和
[思考题] 讨论浓度、温度和电场强度对离子的电迁移 率和迁移数的影响。
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16
7.1.4 离子迁移数的测定
测定方法：希托夫(Hittorf)迁移法、界面移动法、电动势法。 1、界面移动法：直接测定两电解质溶液间的界面移动速率。
指示溶液
被测溶液（CdCl2）
图7-5 界面移动法原理图
图7-6 界面移动法测量装置
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2
真正电解质：以离子键结合的，
(2) 潜在电解质：以 如共 Na价 Cl键 、结 Cu合 SO的4等 ，。
如HCl、HAc等。
缔合式电解质：含有未解离的
(3)
分子或离子对。
非缔合式电解质：溶质只是简单
的正、负离子。
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3
7.1 离子的电迁移和离子的迁移数
电子导体：金属、石墨等。
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13
3、离子的迁移数
tB
def
QB IB QI
因 QB Q，则 tB 1
B
B
t B 的量纲为一。
4、t B 与U B 的关系：
设在浓度为c的电解质 C A 的溶液中，放 入两个面积均为A的金属电极，两电极间的距离为l，
电势差为E，电流强度为I。则
电解质溶液中任一离子B在时间 内迁移的电
tCl
n迁 n电
0.17
tH 1tCl- 0.83
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19
7.2 电解质溶液的电导
7.2.1 电导、电导率和摩尔电导率
1、电导G ：电导是描述导体能力大小的物理
量，其定义为： G def 1
R
G 的单位为S（西门子），1S1-1
2、电导率 G A l
K cell def l ，称电导池系数。
A
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20
G
l A
KcellG
是单位长度、单位截面积导体的电导。
[思考题]按照国家标准，电导率 的定义为
j E
试说明此定义与上述定义的一 致性。
3、摩尔电导率 Λ m 电解质溶液的摩尔电导率定义为单位浓度的
电导率：
Λm
def c
导体
自由电子。T，R。
离子导体：电解质。离子。T，R。
离子导体的形态： 溶液，熔融，固体
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4
(a)丹尼尔电池
（b）电解池
图7-1 原电池和电解池
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5
负Z 极 nZ ： 2 n 2e 阴2 极 H 2 ： e H 2
正极： C2u 2 e Cu 阳极： 2C lC2l2e
பைடு நூலகம்
9
(1 ) 电 解 池 分 成 三 个 部 分 ； (2 ) 含 1 5 m o l的 1 1 型 电 解 质 C A ；
(3) 通 过 电 量 为 4F；
(4) r 3r
[练习题]
在其它条件不变的情况下，若 r r
试讨论上述变化情况。
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10
2、离子的电迁移率
电迁移率U B def
rB
例：H e 12H2
nH2 Q 12 F
此式为Faraday定律的数学表达式
适用条件：任何条件下均成立。
电量计或库仑计
电流效率
理论电量 实际电量100%
实际质量
理论质量100%
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8
7.1.3 离子的迁移数
1、离子的电迁移 考察如下一个电解池：
图7-2 通电前后电极区物质的量的变化
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OHFClBrINO3ClO3CH3COO-
20.52 5.74 7.913 8.21 7.96 7.406 6.70 4.24
[思考题]为什么同族元素中离子半径越小，其电迁移率
也越小？即： U(Li+)<U(N a+)<U(K+)
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12
U()和U(）特殊大的原因：链式的氢键重排。
图7-3 H+和OH-的链式传递
0.163g，在串联的银库仑计中有0.2508g银析出，试
求H+和Cl-迁移数。
解：阴极区的电极反应：2H 2e H 2。 H+迁入 而Cl-迁出，对Cl-而言：
n 迁 n 前 n 后 0 . 1 g 7 0 . 1 g 7 / 6 3 . 5 g 3 5 3.94104mo
n电0.25g0/810g8
第七章 电解质溶液
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1
电化学是研究化学现象与电现象 之间关系的一门科学。
原电池 化学能
电解池
电解质的分类：
电能
强 电 解 质 ： 几 乎 全 部 解 离 成 正 、 负 离 子 ， 如 N a C l， 盐 酸 。 ( 1 ) 弱 电 解 质 ： 部 分 解 离 为 正 、 负 离 子 ， 如 H A c ， 氨 水 等 。
1mol元电荷所带电量：
FL e 6 .02 13 20 m 3 1 o 1 .l60 1 2 1 0 2 C 9 96C 4 m 8 1 o 5l
法拉第定律：当电流通过电解质溶液时，电极
反应的反应进度与通过的电量Q成正比，与反
应的电荷数z成反比。
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7
M zze M
nB
n
o B
Q
B
zF
电池反应：
电解反应：
Z n C2 u Z2 n Cu 2 H 2C H l2 C2l
离子在电场作用下的定向移动称为离子的电迁移。
正离子
阳极
阴极
负离子
（氧化反应） （还原反应）
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6
7.1.2 法拉第（Faraday）定律
在电学中，质子作为“元电荷”，符号“e”， e=1.6022× 10-19 C，电子“e-”。
dE dl
U B 的单位为：m2v1s1。它包含了除电位梯 度以外的影响离子迁移速率的因素。
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11
表1 298K时无限稀释水溶液中的离子的电迁移率
U 108
m2·v-1·s-1
U 108
m2·v-1·s-1
H+ Li+ Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+
36.3 4.01 5.129 7.62 5.50 6.17 6.14 6.59
量为：
Q BrB AcBzBF
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14
总电量
图7—4 离子的电迁移
Q Q B rBABz cBF
B
B
tBQ Q B
rBcBzB rBcBzB
UBcBzB UBcBzB
B
B
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15
若溶液中只有一种阳离子和一种阴离子，由 电中性条件： cz c z ，得
t
U U U
t
U U U