《物理化学》第五章电化学知识点汇总 ppt课件
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《化学电化学》PPT课件
① 半电池（电极） ② 导线（通常带有检流计） ③ 盐桥：琼脂 ＋ 强电解质（KCl, KNO3等） 补充电荷、维持电荷平衡
化
2）电极反应：
学
正极（Cu）: 负极（Zn）:
Cu2＋ + 2e = Cu Zn = Zn2+ + 2e
3）电池符号：
原电池符号
• 为了表示方便，我们可用下列简单符号来表示Cu-Zn电池： (-)Zn | Zn2+(c1) || Cu2+(c2) | Cu(+) • 书写电池符号的注意事项： 1)习惯上把负极写在左边，表示由Zn片和Zn2+溶液组成负极； 正极写在右边，表示由Cu片和Cu2+溶液组成正极。
什么联系呢？ 学
氧化还原及电化学基础
普
E与△G之间的关系
• 根据化学热力学，如果在能量转变的过程
中，化学能全部转变为电功而无其他的能量损失， 等于原电池作的最大电功。 Δ rGm =W(最大)
通
则在等温、定压条件下，摩尔吉布斯函数变(Δ rGm)
化
• 电功等于电动势(E)与电量(Q)的乘积：
学
W(最大)=-EQ
化合价升高 失去电子
化合价降低 得到电子
化
学
还原态 = 氧化态 + n e, 电子转移 氧3; , 质子转移)
氧化还原及电化学基础
普
2 氧化数与电子转移 Fe + Cu2+ = Fe2+ + H 2O Cu
2个 “e” 的转 移
通
H2 + 0.5 O2
化
应的电动势也不再是标准电动势。那么，在电解质 溶液的浓度(或气体的分压)变化时，原电池的电动 势将发生怎样的变化呢？
化
2）电极反应：
学
正极（Cu）: 负极（Zn）:
Cu2＋ + 2e = Cu Zn = Zn2+ + 2e
3）电池符号：
原电池符号
• 为了表示方便，我们可用下列简单符号来表示Cu-Zn电池： (-)Zn | Zn2+(c1) || Cu2+(c2) | Cu(+) • 书写电池符号的注意事项： 1)习惯上把负极写在左边，表示由Zn片和Zn2+溶液组成负极； 正极写在右边，表示由Cu片和Cu2+溶液组成正极。
什么联系呢？ 学
氧化还原及电化学基础
普
E与△G之间的关系
• 根据化学热力学，如果在能量转变的过程
中，化学能全部转变为电功而无其他的能量损失， 等于原电池作的最大电功。 Δ rGm =W(最大)
通
则在等温、定压条件下，摩尔吉布斯函数变(Δ rGm)
化
• 电功等于电动势(E)与电量(Q)的乘积：
学
W(最大)=-EQ
化合价升高 失去电子
化合价降低 得到电子
化
学
还原态 = 氧化态 + n e, 电子转移 氧3; , 质子转移)
氧化还原及电化学基础
普
2 氧化数与电子转移 Fe + Cu2+ = Fe2+ + H 2O Cu
2个 “e” 的转 移
通
H2 + 0.5 O2
化
应的电动势也不再是标准电动势。那么，在电解质 溶液的浓度(或气体的分压)变化时，原电池的电动 势将发生怎样的变化呢？
物理化学第五章 电化学基础
KNO3
NaAs
0.508
0.554
0.Байду номын сангаас09
0.555
0.509
0.557
0.510
0.559
0.512
0.561
第二节 电解质溶液的电导及应用应用
• 一、电导、电导率和摩尔电导率 （一）电导
对于电子导体，常用电阻来衡量材料的导电能力。导
体的电阻R与其长度l成正比、与材料的横截面积A成反比。
即
l R A
2Cl 2e Cl 2
• 氧化还原作用使两电极分别得到和放出电子，其 效果就好像在负极有电子进入了溶液，而正极得
到了人溶液跑出来的电子一样，如此使电流在电
极与溶液界面处得以连续。两电极间的外电路靠
第一类导体的电子迁移导电。这样就构成了整个
回路中连续的电流。
• 综上所述，可以归纳两点结论 1、借助电化学装置可以实现电能与化学能的相互转 化。在电解池中，电能转变为化学能；在原电池 中，化学能转变为电能。 2、电解质溶液的导电机理是： （i）电流通过溶液是由正负离子的定向迁移来实现 的； （ii）电流在电极与溶液界面处得以连续，是由于 两电极上分别发生氧化还原作用时导致电子得失 而形成的。
• 应强调指出，借助电化学装置实现电能与化学能 的相互转换时，必须既有电解质溶液中的离子定 向迁移，又有电极上发生的电化学反应。若二者 缺一，则转换是不可能持续进行的。 （i）电化学装置的两电极中，电势高者称为正极， 电势低者称为负极；
（ii）电化学装置的两电极中，发生氧化反应者称 为阳极，发生还原反应者称为阴极；
• 由于不同离子的价数不同，发生1mol物质的电极反应所需
的电子数会不同，通过电极的电量自然也不同。例如， 1mol Cu 在电极上还原为Cu需要2 mol电子，而1 molAg
第五章 多相平衡PhaseEquilibrium 物理化学课件
故系统中共有5种化学物种，2个独立反应， 则 C=5–2=3。设固体不互溶，即共4相，故F=3–4+2=1 。系统强度变量为T, p, p(CO), p(CO2), p(Zn)，5个强 度变量中只有1个是独立的。
(2) 相律的推导
现设该独立变量为温度，则根据纯液态锌的克拉佩 龙－克劳休斯方程，p(Zn)=f (T)， 在一定温度下有确 定的p(Zn)，上面第一个方程表示如下的平衡
ZnO(s) + C(s) = Zn(g) +CO(g) 因其平衡常数在定温下为定值，有K1=p(Zn)·p(CO) 于是p(CO)有定值。再根据第二个化学平衡，其平衡 常数在定温下为另一定值K2=p(CO2)/p2(CO)，因此 p(CO2)也有定值。故一个强度变量的值可确定其它四 个强度变量的值，F=1，同样若先确定另一强度变量 的值，例如p(CO)为某值，同样可推论出其它强度变 量的值。
(2) 相律的推导
设有 S 种物质在 P 个相中， 描述一个相的状态要 T，p，(x1, x2, …xs)
(S–1)种独立变量 所以总变量数= P(S –1) + 2
(2) 相律的推导
在一个封闭的多相系统中，相与相之间可以有热的 交换、功的传递和物质的交流。对具有P个相系统的 热力学平衡，实际上包含了如下四个平衡条件： (1)热平衡条件：设系统有、Ⅱ······P 个相，达到平 衡时，各相具有相同温度
2c(NH3) = c(H2S) 但如果分解产物在不同相则不然，如反应：
CaCO3(s) = CO2(g) + CaO(s) c(CO2, g)和c(CaO, s)无关，则无浓度限制条件。 设浓度限制条件的数目为R′，则又有R′个关于浓度的 方程式。
(2) 相律的推导
(2) 相律的推导
现设该独立变量为温度，则根据纯液态锌的克拉佩 龙－克劳休斯方程，p(Zn)=f (T)， 在一定温度下有确 定的p(Zn)，上面第一个方程表示如下的平衡
ZnO(s) + C(s) = Zn(g) +CO(g) 因其平衡常数在定温下为定值，有K1=p(Zn)·p(CO) 于是p(CO)有定值。再根据第二个化学平衡，其平衡 常数在定温下为另一定值K2=p(CO2)/p2(CO)，因此 p(CO2)也有定值。故一个强度变量的值可确定其它四 个强度变量的值，F=1，同样若先确定另一强度变量 的值，例如p(CO)为某值，同样可推论出其它强度变 量的值。
(2) 相律的推导
设有 S 种物质在 P 个相中， 描述一个相的状态要 T，p，(x1, x2, …xs)
(S–1)种独立变量 所以总变量数= P(S –1) + 2
(2) 相律的推导
在一个封闭的多相系统中，相与相之间可以有热的 交换、功的传递和物质的交流。对具有P个相系统的 热力学平衡，实际上包含了如下四个平衡条件： (1)热平衡条件：设系统有、Ⅱ······P 个相，达到平 衡时，各相具有相同温度
2c(NH3) = c(H2S) 但如果分解产物在不同相则不然，如反应：
CaCO3(s) = CO2(g) + CaO(s) c(CO2, g)和c(CaO, s)无关，则无浓度限制条件。 设浓度限制条件的数目为R′，则又有R′个关于浓度的 方程式。
(2) 相律的推导
天津大学物理化学第五章ppt
B
而第二项为：RT
νBln
B
pB p
RT ln
B
pB p
νB
RT
ln
B
pB p
νB
其中的
B
pB p
νB
是反应物及产物的
pB p
νB
的连乘积。
因为反应物计量系数 vB 为负，产物计量系数vB 为正，所以它
的形式是
p产 物 /p p反 应 物/p
ν产 物 ν反 应 物
有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复 相化学反应。只考虑凝聚相是纯态的情况，纯态的化学势就 是它的标准态化学势，所以复相反应的热力学平衡常数只与 气态物质的压力有关。
例如，有下述反应，并设气体为理想气体：
CaCO3(s) ƒ CaO(s) CO2(g)
K$ peq (CO2 ,g) / p$
p(CO 2, g) 称为CaCO 3 (s) 的解离压力。
4. 有凝聚态物质参加的理想气体化学反应
如果产生的气体不止一种，则所有气体压力的总和称为 解离压。
例如： NH 4HS(s) NH3 (g) H2S(g)
解离压力 p p(NH3 ) p(H2S)
则热力学平衡常数：
Kө$
peq
(NH3 p$
(1) N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)
1
3
(2) 2 N2(g) 2 H2(g) NH 3(g)
Δr Gm,1 RT lnK1 Δr Gm,2 RT lnK2
ΔrGm,1 2ΔrGm,2 K1 K2 2
所以，在给出化学反应标准平衡常数时，必须指明它所对应 的化学计量式。
4. 有凝聚态物质参加的理想气体化学反应
而第二项为：RT
νBln
B
pB p
RT ln
B
pB p
νB
RT
ln
B
pB p
νB
其中的
B
pB p
νB
是反应物及产物的
pB p
νB
的连乘积。
因为反应物计量系数 vB 为负，产物计量系数vB 为正，所以它
的形式是
p产 物 /p p反 应 物/p
ν产 物 ν反 应 物
有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复 相化学反应。只考虑凝聚相是纯态的情况，纯态的化学势就 是它的标准态化学势，所以复相反应的热力学平衡常数只与 气态物质的压力有关。
例如，有下述反应，并设气体为理想气体：
CaCO3(s) ƒ CaO(s) CO2(g)
K$ peq (CO2 ,g) / p$
p(CO 2, g) 称为CaCO 3 (s) 的解离压力。
4. 有凝聚态物质参加的理想气体化学反应
如果产生的气体不止一种，则所有气体压力的总和称为 解离压。
例如： NH 4HS(s) NH3 (g) H2S(g)
解离压力 p p(NH3 ) p(H2S)
则热力学平衡常数：
Kө$
peq
(NH3 p$
(1) N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)
1
3
(2) 2 N2(g) 2 H2(g) NH 3(g)
Δr Gm,1 RT lnK1 Δr Gm,2 RT lnK2
ΔrGm,1 2ΔrGm,2 K1 K2 2
所以，在给出化学反应标准平衡常数时，必须指明它所对应 的化学计量式。
4. 有凝聚态物质参加的理想气体化学反应
物理化学PPT电化学(新)
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电分析 ⒋生物电化学
本章学习基本要求
1 熟悉摩尔电导、迁移数、离子强度、平均活度、平均
活度因子、分解电压、极化等基本概念；
2 掌握能斯特方程的应用；能熟练地进行电极电势、电 动势以及电池反应的摩尔吉布斯函数、摩尔熵变、 摩尔反应焓等的计算； 3 能区分电极的类型，熟练地写出原电池的图解式，能 根据氧化还原反应进行原电池的设计。
电池中进行的任何反应与过程均为 可逆的电池才能被称为可逆电池。
组成可逆电池的必要条件
原电池
电解池
化学反应可逆
能量变化可逆
思考题
铅蓄电池可以设计成可逆电池吗?
铅蓄电池PbO2作正极，海绵状Pb作负 极，H2SO4作电解液。
放电 2H2SO4 充电
PbO2 + Pb +
2PbSO4 + 2H2O
(2)电池的书写 • 左边为负极，右边为正极，从左到右物质等 依实际顺序排列。 • 遇相界面用“|”表示，“||”表示盐桥，“┆” 表示半透膜、多孔塞等。 • 要注明物态，气体要注明压力；溶液要注明 浓度，常温常压和物质的状态十分明确的可以不注 明。 • 气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性 电极。 • 金属的接触电势一般不标出。
Qr,m T Δr Sm
§7.7 电极电势和液体接界电势
1. 电极电势
选氢电极作为参考标准，定义其在标准态
下的电极电势为0，以此电极为负极与欲测电
极组成电池，测得此电池的电动势即为欲测电
极的电极电势,也称为还原电极电势。
注:还原电极电势的高低，反映了该电极氧化 态物质获得电子的能力，电极电势越高，其夺 得电子的能力越强，反之亦然。
物理化学电化学课件
重金属离子去除。
物理化学电化学的发展历程
早期发展
物理化学电化学的早期发展可以追溯到18世纪，当时科学家开始研究电解现象和电池的 原理。
现代发展
20世纪以来，随着电子学和材料科学的快速发展，物理化学电化学在能源转换和储存、 工业应用以及环境监测与治理等领域取得了重要突破。
未来展望
随着可再生能源和环保意识的不断提高，物理化学电化学在未来将发挥更加重要的作用。 未来研究方向包括新型电池和燃料电池技术的开发、高效能量转换与储存材料的探索以及 环境友好型电化学过程的开发等。
恒温水浴
用于控制实验温度，保证实验 结果的准确性和可靠性。
电化学实验操作与安全
实验前应仔细阅读相关 操作规程和注意事项， 确保实验安全。
在实验过程中，应佩戴 防护眼镜、实验服和化 学防护手套等个人防护 用品。
避免使用易燃、易爆、 有毒或有腐蚀性的试剂 ，并确保实验室有良好 的通风 系统。
在实验结束后，应按照 实验室规定正确处理废 弃物，并确保实验室安 全卫生。
要点二
详细描述
物理化学电化学在生物医学领域的应用广泛，如生物传感 器、药物输送等。生物传感器可用于检测生物体内的物质 浓度，为疾病的诊断和治疗提供依据。药物输送方面，利 用物理化学电化学方法可将药物精准地输送到病变部位， 提高药物的疗效并降低副作用。此外，物理化学电化学还 可用于基因治疗、组织工程等领域的研究和应用。
电感的感抗
电感是衡量线圈产生自感电动 势能力的物理量，定义为线圈 的自感电动势与通过线圈的电 流的比值。
电容与电感的应用
电容和电感在电子电路中有着 广泛的应用，如滤波器、振荡 器、变压器等。
电解与电镀
电解的概念
电解是将电能转化为化学能的化 学反应过程，通过电解可实现金 属的提取和精炼、电解反应的合
物理化学电化学总结PPT课件
ee阴极阳极1通过电池的电流趋于零时电池两极的电势差课程总结iii电极电势及电池电动势的应用1计算电化学反应的热力学函数变nfenftqwnfenft阴极阳极自发进行处于平衡2判断电池反应的方向lnrt离子数量浓度活度活度系数电势滴定等3计算电解质溶液的性质4求解反应的限度平衡态可编辑课件课程总结iv设计电池1写出负极反应和正极反应
• mol
1 v
1
)
电解质：Mv Av vM+ vA
v +
•
v -
+
+
•
b ，
bӨ
-
-
•
b bӨ
• b bӨ
第1页/共6页
1
b
bv +
•
bv -
v
1
• v
v
+
-
v
课程总结
(ii)电极
氧化态 ne 还原态
构成（ （ 12） ）电 传解 到质 电溶 子液 的材料电极反应
能斯特方程：E
E Ө
RT nF
ln
Re d OX
（ 1）氧化态、还原态物质获得、失电子能力的量度
电极电势：E电极： （ 2）无绝对值，以标准氢电极为基准
（ 3）还原电极电势：标准氢电极为阳极
(iv)电池
构成（ （ 12） ）电 电解 极质溶液
阴极电极反应 阳极的电极反应
电池反应
能斯特方程：E
EӨ
RT nF
iv、设计电池
（1）写出负极反应和正极反应。 （构成的电极要属于书上提到的三类电极中的一种）
（2）无电子得失的反应 考虑难溶盐电极，例如AgCl = Ag+ + Cl-
• mol
1 v
1
)
电解质：Mv Av vM+ vA
v +
•
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•
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•
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• b bӨ
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b
bv +
•
bv -
v
1
• v
v
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-
v
课程总结
(ii)电极
氧化态 ne 还原态
构成（ （ 12） ）电 传解 到质 电溶 子液 的材料电极反应
能斯特方程：E
E Ө
RT nF
ln
Re d OX
（ 1）氧化态、还原态物质获得、失电子能力的量度
电极电势：E电极： （ 2）无绝对值，以标准氢电极为基准
（ 3）还原电极电势：标准氢电极为阳极
(iv)电池
构成（ （ 12） ）电 电解 极质溶液
阴极电极反应 阳极的电极反应
电池反应
能斯特方程：E
EӨ
RT nF
iv、设计电池
（1）写出负极反应和正极反应。 （构成的电极要属于书上提到的三类电极中的一种）
（2）无电子得失的反应 考虑难溶盐电极，例如AgCl = Ag+ + Cl-
物理化学-电化学部分课件电解质溶液—(2)
1
1
1
+
m± = (m+ m− )
对1-1价电解质 对1-2价电解质
ν− ν
= [(ν + mB )ν + (ν − mB )ν − ]ν = (ν +ν ν −ν )ν mB
_
m± = mB
Na 2SO 4 (B)
3 ±
m± = 4mB mB 3 a± = 4 ⋅ γ ± m
3
2 γ ± = (γ + γ − )
弛豫效应（relaxation effect） 由于每个离子周围都有一个 离子氛，在外电场作用下，正负 离子作逆向迁移，原来的离子氛 要拆散，新离子氛需建立，这里 有一个时间差，称为弛豫时间。 在弛豫时间里，离子氛会变得不对称，对中心 离子的移动产生阻力，称为弛豫力。这力使离子迁 移速率下降，从而使摩尔电导率降低。
c
这个理论很好地解释了Kohlrausch的经验式：
∞ Λm =Λm − A
c
离子平均活度因子
γ±
±
def
ν + ν − 1ν (γ γ )
+ −
离子平均质量摩尔浓度 def (mν + mν − )1ν m
+ −
m± a± = γ ± m
aB
ν+ ν− =a a
+ −
= aν
±
m± ν = (γ ± ) m
从电解质B的 mB求
m+ = ν + mB
ν+
m± m− = ν − mB
离子强度
从大量实验事实看出，影响离子平均活度因子 的主要因素是离子的浓度和价数，而且价数的影响 更显著。 1921年，Lewis提出了离子强度的概念。当浓 度用质量摩尔浓度表示时，离子强度 I 等于：
1
1
+
m± = (m+ m− )
对1-1价电解质 对1-2价电解质
ν− ν
= [(ν + mB )ν + (ν − mB )ν − ]ν = (ν +ν ν −ν )ν mB
_
m± = mB
Na 2SO 4 (B)
3 ±
m± = 4mB mB 3 a± = 4 ⋅ γ ± m
3
2 γ ± = (γ + γ − )
弛豫效应（relaxation effect） 由于每个离子周围都有一个 离子氛，在外电场作用下，正负 离子作逆向迁移，原来的离子氛 要拆散，新离子氛需建立，这里 有一个时间差，称为弛豫时间。 在弛豫时间里，离子氛会变得不对称，对中心 离子的移动产生阻力，称为弛豫力。这力使离子迁 移速率下降，从而使摩尔电导率降低。
c
这个理论很好地解释了Kohlrausch的经验式：
∞ Λm =Λm − A
c
离子平均活度因子
γ±
±
def
ν + ν − 1ν (γ γ )
+ −
离子平均质量摩尔浓度 def (mν + mν − )1ν m
+ −
m± a± = γ ± m
aB
ν+ ν− =a a
+ −
= aν
±
m± ν = (γ ± ) m
从电解质B的 mB求
m+ = ν + mB
ν+
m± m− = ν − mB
离子强度
从大量实验事实看出，影响离子平均活度因子 的主要因素是离子的浓度和价数，而且价数的影响 更显著。 1921年，Lewis提出了离子强度的概念。当浓 度用质量摩尔浓度表示时，离子强度 I 等于：
大学课程《物理化学》各章节知识点汇总
G
S,
p
T ,ni
V
dG SdT VdP BdnB
B
30
U f (S,V , n1, n2,)
dU
U S
V ,ni
dS
U V
S ,ni
dV
U n1
S ,V ,n j1
dn1
U n2
S ,V ,n j2
dn2
dU TdS pdV
U
nB
dnB
S ,V ,n j B
p2 dp
压缩
p1
p1
p2 , V2
p1, V1
p2
V1
V2
W
V1 V2
pedV
( p V1
V2
i
dp)dV
V1 V2
pi dV
三、可逆过程
某系统经一系列的过程后，如果系统回到初始状态叫做 系统的复原；环境在经历一些的变化后，如果既没有功 的得失也没有热的得失就叫做环境的复原。
某系统经一过程由状态1变为状态2之后，如果能使系统 和环境都完全复原，则该过程为可逆过程。
p1
p p1
p1
可逆相变过程的ΔG
dG SdT Vdp
G 0
不可逆相变过程的ΔG
H2O(g,T , p1) G H2O(l,T , p1)
GG G1 G2 G3 1
G3
H2O(g,T , p2 ) G2 H2O(l,T , p2 )
25
偏摩尔量的集合公式
i
X nB X B,m B1
(
U V
)T
0
U ( p )T
0
(
H V
)T
0
H ( p )T
[新版]物理化学_电化学总结.ppt
![[新版]物理化学_电化学总结.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/d3058078da38376bae1fae1f.png)
t
电极极化的电位－时间曲线
..。..
6
电化学
课程总结
..。..
1
电池：电（ 1）电解质溶液 （ 2）电极
内容:（1）电解质理论;（2）电极理论;（3）电池理论
基导 本(i电定)电 机律理解（ （质 mm 12） ）溶v离 离（m液1子 子m,理 的 在论电 电v-c迁 极）m移 上,：：放K离o电h子lra独us立ch的导运公量电动式度能定力律（ （ （ 312）） ）摩电 电尔导 导电： 率导G：率：R1 G(Sm)Al (S+cv•(mS••1m)-v2
ln
Re d OX
（ 1）氧化态、还原态物质获得、失电子能力的量度
电极电势：E电极： （ 2）无绝对值，以标准氢电极为基准
（ 3）还原电极电势：标准氢电极为阳极
(iv)电池
构成（ （ 12） ）电 电解 极质溶液
阴极电极反应 阳极的电极反应
电池反应
能斯特方程：E
EӨ
RT nF
ln
B
vB B
P
nFE
nFT
QR
nFT
E T
E T
P
P
（2）判断电池反应的方向
E
（0 E阴极
E阳极）
0,自发进行 0，处于平衡
（3）计算电解质溶液的性质
离子数量（浓度、活度、活度系数、电势滴定等）
（4）求解反应的限度(平衡态） E Ө RT ln K Ө
..。.. nF
4
课程总结
iv、设计电池
（1）写出负极反应和正极反应。 （构成的电极要属于书上提到的三类电极中的一种）
• mol1
1 v
)
电解质：Mv Av vM+ vA
电极极化的电位－时间曲线
..。..
6
电化学
课程总结
..。..
1
电池：电（ 1）电解质溶液 （ 2）电极
内容:（1）电解质理论;（2）电极理论;（3）电池理论
基导 本(i电定)电 机律理解（ （质 mm 12） ）溶v离 离（m液1子 子m,理 的 在论电 电v-c迁 极）m移 上,：：放K离o电h子lra独us立ch的导运公量电动式度能定力律（ （ （ 312）） ）摩电 电尔导 导电： 率导G：率：R1 G(Sm)Al (S+cv•(mS••1m)-v2
ln
Re d OX
（ 1）氧化态、还原态物质获得、失电子能力的量度
电极电势：E电极： （ 2）无绝对值，以标准氢电极为基准
（ 3）还原电极电势：标准氢电极为阳极
(iv)电池
构成（ （ 12） ）电 电解 极质溶液
阴极电极反应 阳极的电极反应
电池反应
能斯特方程：E
EӨ
RT nF
ln
B
vB B
P
nFE
nFT
QR
nFT
E T
E T
P
P
（2）判断电池反应的方向
E
（0 E阴极
E阳极）
0,自发进行 0，处于平衡
（3）计算电解质溶液的性质
离子数量（浓度、活度、活度系数、电势滴定等）
（4）求解反应的限度(平衡态） E Ө RT ln K Ө
..。.. nF
4
课程总结
iv、设计电池
（1）写出负极反应和正极反应。 （构成的电极要属于书上提到的三类电极中的一种）
• mol1
1 v
)
电解质：Mv Av vM+ vA
物理化学课件：电化学
增大电流密度可以增加电极反应速率，但也会导致过电位增加和电极损耗增加。
05
电化学应用
电解：在外部电流通过电解质时，电解质内部发生化学反应的过程。分直流电解和交流电解两种。直流电解应用：水溶液的电解、熔融无机电解。交流电解应用：电镀、电冶金。电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层另一种金属或合金的过程。阳极：镀层金属。阴极：被镀金属。镀层金属阳离子在阴极放电，转移到溶液中，然后结合到阴极表面。
影响因素
电化学反应速率及其影响因素
历程
电化学反应的历程是指从反应物到产物的过程中，各个中间步骤和相互转化的过程。
机理
电化学反应的机理是指反应过程中的热力学和动力学过程，包括电子转移、化学键断裂和形成等。
电化学反应的历程与机理
电化学反应的动力学方程是指描述电化学反应速率与反应物浓度、温度等因素之间的定量关系式。
20世纪以来，电化学在理论和实验方面都取得了重大进展：随着理论和实验技术的不断发展，电化学逐渐成为一门独立的学科，并在多个领域得到广泛应用。
电化学在能源领域有着广泛的应用
电化学在环境领域也有着重要的应用
电化学在材料领域同样有着广泛的应用
电化学的应用领域
02
电化学基础知识
电极
带电的物质表面或界面，具有载流子和电位；
电极过程
包括电荷传递过程和物质传递过程，前者涉及电子的转移，后者涉及反应物和产物的传递。
电极反应动力学与电极过程
电极反应的速率与影响因素
不同电极材料的表面结构、活性不同，对电极反应的速率有不同的影响。
电极材料
温度
电解质浓度
电流密度
提高温度可以加快电极反应速率，但也会导致副反应增加和能耗增加。
增大电解质浓度可以增加电极反应速率，但也会导致溶液电阻增加和副反应增加。
05
电化学应用
电解：在外部电流通过电解质时，电解质内部发生化学反应的过程。分直流电解和交流电解两种。直流电解应用：水溶液的电解、熔融无机电解。交流电解应用：电镀、电冶金。电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层另一种金属或合金的过程。阳极：镀层金属。阴极：被镀金属。镀层金属阳离子在阴极放电，转移到溶液中，然后结合到阴极表面。
影响因素
电化学反应速率及其影响因素
历程
电化学反应的历程是指从反应物到产物的过程中，各个中间步骤和相互转化的过程。
机理
电化学反应的机理是指反应过程中的热力学和动力学过程，包括电子转移、化学键断裂和形成等。
电化学反应的历程与机理
电化学反应的动力学方程是指描述电化学反应速率与反应物浓度、温度等因素之间的定量关系式。
20世纪以来，电化学在理论和实验方面都取得了重大进展：随着理论和实验技术的不断发展，电化学逐渐成为一门独立的学科，并在多个领域得到广泛应用。
电化学在能源领域有着广泛的应用
电化学在环境领域也有着重要的应用
电化学在材料领域同样有着广泛的应用
电化学的应用领域
02
电化学基础知识
电极
带电的物质表面或界面，具有载流子和电位；
电极过程
包括电荷传递过程和物质传递过程，前者涉及电子的转移，后者涉及反应物和产物的传递。
电极反应动力学与电极过程
电极反应的速率与影响因素
不同电极材料的表面结构、活性不同，对电极反应的速率有不同的影响。
电极材料
温度
电解质浓度
电流密度
提高温度可以加快电极反应速率，但也会导致副反应增加和能耗增加。
增大电解质浓度可以增加电极反应速率，但也会导致溶液电阻增加和副反应增加。
第五章电化学
电解池
电极①： 与外电源负极相接，是负极。 发生还原反应，是阴极。 Cu2++2e-→Cu(S)
①
②
电极②： 与外电源正极相接，是正极。 发生氧化反应，是阳极。 Cu(S)→ Cu2++2e-
物 理 化 学 简 明 教 程
(3). 几组基本概念 正极： 电势高的极称为正极，电流从正极流向 负极。在原电池中正极是阴极；在电解 池中正极是阳极。 负极： 电势低的极称为负极，电子从负极流向 正极。在原电池中负极是阳极；在电解 池中负极是阴极。
3.电解后含某离子的物质的量n(终了）。
4.写出电极上发生的反应，判断某离子浓度是增加了、减少了 还是没有发生变化。 5.判断离子迁移的方向。
物 理 化 学 简 明 教 程
【5-1】在Hittorf 迁移管中，用Ag电极电解AgNO3水溶液，电解前，溶 液中每 1kg 水中含 43.50 mmol AgNO3。实验后，串联在电路中的银库 仑计上有0.723mmol Ag析出。据分析知，通电后阳极区含 23.14g 水和 1.390 mmol AgNO3。试求Ag+和NO3-的离子迁移数。
上有4 mol 阴离子氧化，阴极上有4 mol阳离子还原。
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。
物 理 化 学 简 明 教 程
设正、负离子迁移的速率相等， u+ = u- ，则导电任务各分 担2mol，在假想的AA、BB平面上各有2mol正、负离子逆向通 过。
物 理 化 学 简 明 教 程
Hittorf 法中必须采集的数据：
1. 通入的电量，由库仑计中称重阴极质量的增加而得，例如， 银库仑计中阴极上有0.0405 g Ag析出，
物理化学课件：电化学
03
脉冲伏安法优缺点
脉冲伏安法具有高灵敏度、高分辨率等优点，但也存在一些缺点，如
仪器复杂、对实验条件要求较高、数据处理繁琐等。
循环伏安法
循环伏安法原理
循环伏安法是一种常用的电化学分析方法，通过在一定时间间隔内反复扫描电压，并测量 电流响应的方法，可以获得电流随电压变化的关系曲线。
循环伏安法应用
该方法广泛应用于电化学反应机理研究、电极材料研究、电池性能测试等领域。通过循环 伏安法可以研究反应机理、电极过程动力学参数等重要信息。
2
燃料电池具有高能量密度、低污染等优点，使 其成为未来能源发展的重要方向之一。
3
当前研究的重点是如何提高燃料电池的效率和 降低成本，以实现商业化应用。
太阳能电池研究
01
太阳能是一种清洁、可再生的能源，而太阳能电池则是将太阳 能转化为电能的关键器件。
02
目前，太阳能电池的研究主要集中在提高光电转换效率、降低
阴阳极反应
在电合成过程中，阳极和阴极上 的反应可以控制，以制备所需的 化学物质。
产品分离
电合成过程中产生的物质可以通 过适当的分离技术进行分离，以 获得纯度较高的产品。
电解和电合成应用
工业生产
01
电解和电合成过程在工业生产中具有广泛的应用，如电解法制
备碱、电解法制备酸、电合成法制备有机化合物等。
环境治理
电池及电极过程
电池的组成和类型
电池的组成
电池通常由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等组成。
电池的类型
根据不同的特点和应用场景，电池有多种类型，如锂离子电池、铅酸电池、 镍氢电池等。
电极过程动力学
电极过程
在电池中，电极过程是指发生在电极和电解质之间的电化学反应。
《物理化学》(电化学)知识点汇总
3. 注明物质的相态、压力（逸度）或浓度（活度）。
可逆电池热力学
一、电池反应的能斯特方程
aA dD gG hH
rGm
rGm
RT
ln
aGg aHh aAa aDd
(rGm )T ,P zEF
rGm zE F
EE
RT zF
ln
aGg aHh aAa aDd
能斯特方程
三、电极反应的能斯特方程
§5.5 原电池
等温、等压封闭体系： GT , p W '
可逆电化学反应：
rGT , p zEF
电池的书写方式
1. 发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边。
2. 用单垂线“│”表示不同物相的界面，表明有接界电势的存在。 这种界面包括电极与溶液的界面，惰性电极与依附其上的气体或 液体之间的界面；用双垂线“ || ”代表盐桥，用以消除两种液体 的接界电势；用“，”代表混合溶液中的不同组分。
H / H2
H / H2
RT F
1 ln
aH
H2 Pt
0 8.314 298 ln1107 0.29 0.704V 96500
Fe2 / Fe H / H2 Zn2 / Zn， Fe最先析出
H / H2
H / H2
RT F
ln 1 aH
H2 Fe
0 8.314 298 ln1107 0.4 0.814V
m 则可以通过电解质的质量摩尔浓度计算得到。
1
m 对于质量摩尔浓度为
m
的电解质溶液有：
m m m m
1
m
(m
m
)
1
m
m
二、离子强度
可逆电池热力学
一、电池反应的能斯特方程
aA dD gG hH
rGm
rGm
RT
ln
aGg aHh aAa aDd
(rGm )T ,P zEF
rGm zE F
EE
RT zF
ln
aGg aHh aAa aDd
能斯特方程
三、电极反应的能斯特方程
§5.5 原电池
等温、等压封闭体系： GT , p W '
可逆电化学反应：
rGT , p zEF
电池的书写方式
1. 发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边。
2. 用单垂线“│”表示不同物相的界面，表明有接界电势的存在。 这种界面包括电极与溶液的界面，惰性电极与依附其上的气体或 液体之间的界面；用双垂线“ || ”代表盐桥，用以消除两种液体 的接界电势；用“，”代表混合溶液中的不同组分。
H / H2
H / H2
RT F
1 ln
aH
H2 Pt
0 8.314 298 ln1107 0.29 0.704V 96500
Fe2 / Fe H / H2 Zn2 / Zn， Fe最先析出
H / H2
H / H2
RT F
ln 1 aH
H2 Fe
0 8.314 298 ln1107 0.4 0.814V
m 则可以通过电解质的质量摩尔浓度计算得到。
1
m 对于质量摩尔浓度为
m
的电解质溶液有：
m m m m
1
m
(m
m
)
1
m
m
二、离子强度
《物理化学》第五章(电化学)知识点汇总
弱电解质： 电导率随浓度的变化不显著。
c/mol· dm-3
2. 摩尔电导率与浓度的关系 强电解质： 遵从科尔劳许经验关系：
m m (1 c )
m2· mol-1 Λ m/S·
HCl
NaOH AgNO3
Λ m －为极限摩尔电导率 弱电解质：
HAc
c /( mol dm )
3
$ RT aH 2 H / H ln 2 2 2 F aH
Cu
H
2
/ Cu
$ Cu 2 / Cu
aCu RT ln 2F aCu2
/ H2
$ H / H2
RT aH 2 ln 2 2 F aH
氧化态 ze 还原态
m Vm
m
1 Vm c
1mol 电解质
c
电导率
三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系
1. 电导率与浓度的关系 强电解质： 浓度增加，电导率增加； 浓度增加到一定值后，低。 m-1 κ/S·
H2SO4
KOH NaOH NaCl HAc
2. 离子迁移数
定义：当电流通过电解质溶液时，某种离子迁移 的电量与通过溶液的总电量的比称为该离子的迁 移数。
Q r Q t ＝ Q r r－ Q Q－
Q t Q
Q－ Q Q－ －
r r r－
2. 摩尔电导率
是把含有1mol电解质的溶液置于相距1m的两个平行 电极之间，溶液所具有的电导。
( HCl ) ( NaAc ) m m m ( NaCl )
§5.4 溶液中电解质的活度和活度系数
大学课程《物理化学》各章节知识点汇总
1. 自由膨胀过程（即外压等于零）：
W pedV
W
V2 V1
pedV
0
5
2. 恒定外பைடு நூலகம்膨胀（压缩）过程
a. 一次膨胀过程
p2
p2
膨胀
p1, V1
p2 , V2
p1
W
V2 V1
pedV
p2
p2 (V2 V1)
V1
V2
a ' .一次压缩过程
p1 p1
p2 , V2
压缩
p1, V1 p1
W
A (p1V1)
p
D
A S1(等 温)C S2 (等容) B
S
S1
S2
nR ln
p1
T
T
T
V1
p2
可逆相变过程的熵变
S Qr Qp H TT T
20
变温过程中熵变的计算
Q CdT
dS Q C dT
T
T
等容过程：
dT dS CV T
或
S
C T2
T1 V
dT T
等压过程：
dS
Cp
dT T
或
S
C T2
T1 p
dT T
压力、体积、温度都发生 变化的过程
U QV
T2 T1
CV
dT
等压热效应（p1 p2 pe ） U Q W
U U2 U1 Qp pe (V2 V1)
(U2 p2V2 ) (U1 p2V2 ) Qp
H2 H1 H Qp
dH Qp
Cp
Qp
dT
H T
p
pH Qp
T2 T1
C
《物理化学》第五章-电化学 ppt课件
0.05
0.830 0.823 0.815 0.823 0.818 0.574 0.529 0.340 0.304 0.556 0.230 0.202
第五章 电化学
(Charper 5 Electrochemistry)
电化学：研究电子导体/离子导体(电解质溶液)和离子 导体/离子导体的界面结构、界面现象及其变化过程与 机理的科学。
应用：1、生命现象最基本的过程是电荷运动。生 物电的起因可归结为细胞膜内外两侧的电势差。
a: 细胞的代谢作用可以借用电化学中的燃料电池的 氧化和还原过程来模拟;
根据离子的无限稀释摩尔电导率 m.、m.，可以计
算弱电解质的
m
，也可以用强电解质的
m
计算弱
电解质的
m
。
m (HA )C m (H ) m (A)c m (H ) m (A)c m (C)l m (C)l m (N)a m (N)a
m (H)C lm (Na) A m (cNa ) Cl
（1）在电极上发生化学反应的物质的量与通入 的电量成正比；
（2）通入相同的电量时，在各个电极上发生反 应的物质的量相同。
n = Q/zF 或 Q = nzF
Q = nzF
Q — 通入的电量 n — 参加反应的物质的量 z — 电极反应式中的电子计量系数 F — 法拉第常数（1 mol元电荷所具有的电量） F = e×L = 1.6022×10-19 C ×6.0221×1023 mol-1
课堂练习
1、在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓
度，则溶液的电导率κ与摩尔电导率 m的变化为（ B）
A、κ增大，
增大
m
B、κ增大， 减m 少
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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负极（氧化作用）： H 2(p) 2H (a H )2 e
正极（还原作用）： Cu2/Cu
H/H2
C u2(a C u2 )2 e C u(s)
电池反应： H 2 ( p ) C u 2 ( a C u 2 ) 2 H ( a H ) C u ( s )
EE$
RTln
a2 H
aCu
解：
H
e
1 2
H2
电极反应：
Fe22e Fe
Zn22e Zn
Zn2/Zn Z $n2/Zn2 RF TlnaZ1n2
0 .7 6 38 .3 1 4 2 9 8ln1 0 .7 6 3 V 2 9 6 5 0 0
阳 不 可 逆 ， 阳 可 逆 ， 阳
阴极曲线
阳极曲线
E可逆
阳
阴
E不可逆
j/A∙m-2 j/A∙m-2
阴
阳
E可逆
阴 阳
/V
电解池中电极的极化曲线
E可逆
负
正
极 曲
阳 线
极
曲 线
阴
/V
原电池中电极的极化曲线
例2 在298K和标准压力下，用Pt作电极，以一定的电流密度 点解含有浓度均为1.00mol∙kg-1的Zn2+和Fe2+的中性溶液， 若Zn在Pt、Zn、Fe上的超电势分别为0.29V、0.4V、和0.7V。 试确定H+、Zn2+、Fe2+三种离子的析出顺序。设离子的活度 系数均等于1。
[ m ,(Na)m ,(Cl)]
m ( H C l) m (N a A c ) m (度系数
一、平均活度和平均活度系数
理想混合溶液： BB $(T)RTlnm m$B
各种形态物质： BB $(T)R TlnB
电解质溶液：
B,m
2F a a H2 Cu2
C $u2/C u2 R F Tlna a C C uu 2 H $/H 2R 2F Tlna aH 2 H 2
了解电极的分类及浓差电池
电极的极化与超电势
E 可 逆 可 逆 ， 阳 可 逆 ， 阴
阴 可 逆 ， 阴 不 可 逆 ， 阴
HAc
c/mol·dm-3
2. 摩尔电导率与浓度的关系 强电解质： 遵从科尔劳许经验关系：
m m(1 c)
Λm －为极限摩尔电导率 弱电解质：
溶液稀释时，电解质电离度 迅速增大，离子数目急剧增 加，摩尔电导率迅速上升。
Λm/S·m2·mol-1
HCl
NaOH HAc AgNO3 c/(moldm3)12
2. 离子迁移数
定义：当电流通过电解质溶液时，某种离子迁移 的电量与通过溶液的总电量的比称为该离子的迁 移数。
t
Q Q
Q Q Q－
＝ r r r－
Q － Q－ Q Q－
t Q
r r r－
2. 摩尔电导率
是把含有1mol电解质的溶液置于相距1m的两个平行 电极之间，溶液所具有的电导。
m Vm
m
1mol 电解质
Vm
1 c
c
电导率
三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系
1. 电导率与浓度的关系
强电解质：
浓度增加，电导率增加； 浓度增加到一定值后，正 负离子间的作用力增大， 离子运动速率降低，导致 电导率降低。
κ/S·m-1
H2SO4
KOH NaOH NaCl
弱电解质： 电导率随浓度的变化不显著。
《物理化学》重要 知识点
第五章：电化学
第五章 电化学
二、法拉第电解定律
法拉第电解定律：电解时，在任一电极上发生化 学反应的物质的量与通入的电量成正比；在几个 串联的电解池中通入一定的电量后，各个电极上 发生化学反应的物质的量相同。
n Q zF
Q nzF Z －电极反应中的
电子计量系数 F－法拉第常数
m 则可以通过电解质的质量摩尔浓度计算得到。
1
m 对于质量摩尔浓度为
m
的电解质溶液有：
m m m m
m
(mm
1
)
1
m
m
二、离子强度
I 1 2
B
mB zB2
三、德拜-休克尔极限定律
lnB AzB2 I
A=1.172mol-1/2∙kg1/2
lnAz z I
§5.5 原电池
等温、等压封闭体系： GT,p W'
可逆电化学反应：
rGT,p zEF
电池的书写方式
1. 发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边。
2. 用单垂线“│”表示不同物相的界面，表明有接界电势的存在。 这种界面包括电极与溶液的界面，惰性电极与依附其上的气体或 液体之间的界面；用双垂线“ || ”代表盐桥，用以消除两种液体 的接界电势；用“，”代表混合溶液中的不同组分。
四、离子独立运动规律
在无限稀释溶液中，每种离子独立移动，不受其它离 子影响，电解质的无限稀释摩尔电导率可认为是两种 离子无限稀释摩尔电导率之和。
m
m,
m,
弱电解质的极限摩尔电导率的计算：
m (H A c )m , (H )m , (A c )
[m , ( H ) m , ( C l ) ] [m , ( N a ) m , ( A c ) ]
B,m
mB m$
m m$
m m$
$(T)RTln $(T)RTln
B
离子平均活度:
(
1
)
离子平均活度系数:
(
1
)
离子平均质量摩尔浓度活度:
m
(mm
1
)
m m$
m m$
1
(
m m$
)(
m m$
)
(
)1(mm)1m 1$1
m
m$
B
( m m$ )
可以通过依数性、电池电动势和溶解度等方法测定,
3. 注明物质的相态、压力（逸度）或浓度（活度）。
可逆电池热力学
一、电池反应的能斯特方程
aAdD gG hH rGmrGm $ RTlnaaG gA aaaH D hd (rGm)T,PzEF rGm $ zE$F
EE$ RTlnaGgaHh zF aAaaDd
能斯特方程
三、电极反应的能斯特方程 P t|H 2 ( p ) |H ( a H ) ||C u 2 ( a C u 2 ) |C u ( s )
正极（还原作用）： Cu2/Cu
H/H2
C u2(a C u2 )2 e C u(s)
电池反应： H 2 ( p ) C u 2 ( a C u 2 ) 2 H ( a H ) C u ( s )
EE$
RTln
a2 H
aCu
解：
H
e
1 2
H2
电极反应：
Fe22e Fe
Zn22e Zn
Zn2/Zn Z $n2/Zn2 RF TlnaZ1n2
0 .7 6 38 .3 1 4 2 9 8ln1 0 .7 6 3 V 2 9 6 5 0 0
阳 不 可 逆 ， 阳 可 逆 ， 阳
阴极曲线
阳极曲线
E可逆
阳
阴
E不可逆
j/A∙m-2 j/A∙m-2
阴
阳
E可逆
阴 阳
/V
电解池中电极的极化曲线
E可逆
负
正
极 曲
阳 线
极
曲 线
阴
/V
原电池中电极的极化曲线
例2 在298K和标准压力下，用Pt作电极，以一定的电流密度 点解含有浓度均为1.00mol∙kg-1的Zn2+和Fe2+的中性溶液， 若Zn在Pt、Zn、Fe上的超电势分别为0.29V、0.4V、和0.7V。 试确定H+、Zn2+、Fe2+三种离子的析出顺序。设离子的活度 系数均等于1。
[ m ,(Na)m ,(Cl)]
m ( H C l) m (N a A c ) m (度系数
一、平均活度和平均活度系数
理想混合溶液： BB $(T)RTlnm m$B
各种形态物质： BB $(T)R TlnB
电解质溶液：
B,m
2F a a H2 Cu2
C $u2/C u2 R F Tlna a C C uu 2 H $/H 2R 2F Tlna aH 2 H 2
了解电极的分类及浓差电池
电极的极化与超电势
E 可 逆 可 逆 ， 阳 可 逆 ， 阴
阴 可 逆 ， 阴 不 可 逆 ， 阴
HAc
c/mol·dm-3
2. 摩尔电导率与浓度的关系 强电解质： 遵从科尔劳许经验关系：
m m(1 c)
Λm －为极限摩尔电导率 弱电解质：
溶液稀释时，电解质电离度 迅速增大，离子数目急剧增 加，摩尔电导率迅速上升。
Λm/S·m2·mol-1
HCl
NaOH HAc AgNO3 c/(moldm3)12
2. 离子迁移数
定义：当电流通过电解质溶液时，某种离子迁移 的电量与通过溶液的总电量的比称为该离子的迁 移数。
t
Q Q
Q Q Q－
＝ r r r－
Q － Q－ Q Q－
t Q
r r r－
2. 摩尔电导率
是把含有1mol电解质的溶液置于相距1m的两个平行 电极之间，溶液所具有的电导。
m Vm
m
1mol 电解质
Vm
1 c
c
电导率
三、电导率、摩尔电导率与浓度的关系
1. 电导率与浓度的关系
强电解质：
浓度增加，电导率增加； 浓度增加到一定值后，正 负离子间的作用力增大， 离子运动速率降低，导致 电导率降低。
κ/S·m-1
H2SO4
KOH NaOH NaCl
弱电解质： 电导率随浓度的变化不显著。
《物理化学》重要 知识点
第五章：电化学
第五章 电化学
二、法拉第电解定律
法拉第电解定律：电解时，在任一电极上发生化 学反应的物质的量与通入的电量成正比；在几个 串联的电解池中通入一定的电量后，各个电极上 发生化学反应的物质的量相同。
n Q zF
Q nzF Z －电极反应中的
电子计量系数 F－法拉第常数
m 则可以通过电解质的质量摩尔浓度计算得到。
1
m 对于质量摩尔浓度为
m
的电解质溶液有：
m m m m
m
(mm
1
)
1
m
m
二、离子强度
I 1 2
B
mB zB2
三、德拜-休克尔极限定律
lnB AzB2 I
A=1.172mol-1/2∙kg1/2
lnAz z I
§5.5 原电池
等温、等压封闭体系： GT,p W'
可逆电化学反应：
rGT,p zEF
电池的书写方式
1. 发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边。
2. 用单垂线“│”表示不同物相的界面，表明有接界电势的存在。 这种界面包括电极与溶液的界面，惰性电极与依附其上的气体或 液体之间的界面；用双垂线“ || ”代表盐桥，用以消除两种液体 的接界电势；用“，”代表混合溶液中的不同组分。
四、离子独立运动规律
在无限稀释溶液中，每种离子独立移动，不受其它离 子影响，电解质的无限稀释摩尔电导率可认为是两种 离子无限稀释摩尔电导率之和。
m
m,
m,
弱电解质的极限摩尔电导率的计算：
m (H A c )m , (H )m , (A c )
[m , ( H ) m , ( C l ) ] [m , ( N a ) m , ( A c ) ]
B,m
mB m$
m m$
m m$
$(T)RTln $(T)RTln
B
离子平均活度:
(
1
)
离子平均活度系数:
(
1
)
离子平均质量摩尔浓度活度:
m
(mm
1
)
m m$
m m$
1
(
m m$
)(
m m$
)
(
)1(mm)1m 1$1
m
m$
B
( m m$ )
可以通过依数性、电池电动势和溶解度等方法测定,
3. 注明物质的相态、压力（逸度）或浓度（活度）。
可逆电池热力学
一、电池反应的能斯特方程
aAdD gG hH rGmrGm $ RTlnaaG gA aaaH D hd (rGm)T,PzEF rGm $ zE$F
EE$ RTlnaGgaHh zF aAaaDd
能斯特方程
三、电极反应的能斯特方程 P t|H 2 ( p ) |H ( a H ) ||C u 2 ( a C u 2 ) |C u ( s )