1电化学-法拉第定律

利用电能以发生化学反应的装置称为电解 利用电能以发生化学反应的装置称为电解 池.
I 阳 (+) e
+ —
外电源 阴(－) －
⊕
电解池示意图
利用两极的电极反应以产 生电能的装置称为原电池 生电能的装置称为原电池 阴极为正极, 原电池 阴极为正极 阳极为负极. 阳极为负极 这种关系与电解池中情况 这种关系与电解池中情况 电解池 相反. 相反 在原电池转变为电解池(如 在原电池转变为电解池 如 充电)时 电池的正负极不变, 充电 时, 电池的正负极不变 但阴阳极对换. 但阴阳极对换
Q 96500 C ξ = = = 1mol zF 1 × 96500 C mol 1
n( Ag ) n( Ag + ) = ξ= + ν ( Ag ) ν ( Ag )
n( Ag+ ) = ν ( Ag+ )ξ = 1mol n( Ag) = ν ( Ag)ξ = 1mol
即每有1mol Ag+被还原或 被还原或1molAg沉积下来，通过 沉积下来， 即每有 沉积下来 的电量一定为96500C 的电量一定为
e+
阳 极
阴离子迁向阳极，在 阳极上发生氧化作用
电解质溶液
Anion → Anode
电解池
在电解池中 阳极上发生氧化作用
阴 极
电源 +
e-
e
+
阳 极
-
2Cl ( aq ) → Cl2 (g) + 2e
阴极上发生还原作用
CuCl2
电解池
Cu 2+ ( aq ) + 2e → Cu(s)
在原电池中
对于电极反应： 对于电极反应：Cu = Cu 2+ + 2ez=2, Q=96500C 时：
Q 96500C = = 0.5mol ξ= zF 2 × 96500C mol 1
n(Cu ) ξ= ν (Cu )
n(Cu) = ν (Cu)ξ = 0.5mol
电子能还原1mol一价离子，但只能还 一价离子， 即： 1mol电子能还原 电子能还原 一价离子 二价离子。 原0.5mol二价离子。 二价离子
阳离子迁向阴极
正 极
负 极
负载电阻
在阴极上发生还原的是
Cu 2+ ( aq ) + 2e → Cu(s)
Zn
Βιβλιοθήκη Baidue-
Cu
e
-
e-
阳 极
Zn 2+ Cu 2+ 阴 SO2SO2- 极 4 4
CuSO4溶液
阴离子迁向阳极 在阳极上发生氧化的是
Zn ( s ) → Zn 2+ (aq) + 2e
ZnSO4溶液
Zn
e
Cu
2+
正 极
- 电源 + 阴 极 电解质溶液
e-
e
+ 阳 极
e
-
e
Cu 阴 阳 Zn 极 SO2SO2- 极 4 4
2+
溶液 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 溶液
（a)丹尼尔电池 （b）电解池 ）
2. 法拉第定律
⒈ 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。 ⒉ 该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。 ⒊ 该定律的使用没有限制条件。
Q = zFξ
法拉第定律
Q = zFξ
z—电极反应的电荷数 电极反应的电荷数
ξ 反应进度
F —法拉第常数 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1.60217733×10-19 C
F=Le
=6.0221367 10 =6.0221367×1023 mol-1×1.6022×10-19 C 1.6022 10
电化学
研究对象
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
7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律 电解质溶液的导电机理及法拉第定律
1.电解质溶液的导电机理 1.电解质溶液的导电机理
导体分类 电子导体 离子导体
电子导体
如金属、石墨等。 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.
Danill电池
在电极上发生反应的先后由其性质决定
在电解池中， 用惰性电极
阳极上发生氧化作用
2H 2 O ( l ) → O 2 (g) + 4H + + 4e
Pt
电源 +
e
-
e+
Pt
阴极上发生还原作用
2H + ( aq ) + 2e → H 2 (g)
电极上的反应次序由 离子的活泼性决定
Na 2SO 4
=96485.309 Cmol-1 ≈96500 Cmol-1
对各种电解质溶液, 每通过96485.309C的 电量, 在任一电极上发生得失1mol电子的反应, 同时相对应的电极反应的物质的量亦为1mol （所选取的为一价）.
对于电极反应： 对于电极反应：Ag+ + e- = Ag z=1, Q=96500C 时：
电解池
在电解池中， 都用铜作电极
阳极上发生氧化作用
Cu(s,电极) → Cu 2+ ( aq ) + 2e
Cu
电源 +
e
-
e+
Cu
阴极上发生还原作用
Cu 2+ ( aq ) + 2e → Cu(s)
电极有时也可发生反应
CuSO 4
电解池
离子迁移方向：
阴离子迁向阳极 阳离子迁向阴极
负 极
负载电阻
离子导体
如电解质溶液、熔融电解质等。 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
在电极上发生有电子得失的化学反应称为电极 在电极上发生有电子得失的化学反应称为电极 反应. 反应 两个电极反应的总结果表示为电池反应 两个电极反应的总结果表示为电池反应. 电池反应 阳极: 发生氧化反应的电极; 阳极 发生氧化反应的电极 阴极: 发生还原反应的电极. 阴极 发生还原反应的电极 正极: 电势高的电极; 正极 电势高的电极 负极: 电势低的电极. 负极 电势低的电极
I 阳 (－) － e 负载 阴(+)
⊕
原电池示意图
阴极、阳极
阴极：
发生还原作用的极称为阴极。 在原电池中，阴极是正极；在 电解池中，阴极是负极。 发生氧化作用的极称为阳极。
阳极：
在原电池中，阳极是负极；在 电解池中，阳极是正极。
在电解池中
阳离子迁向阴极，在 阴极上发生还原作用
阴 极
电源 +
e
-
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质 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。
法拉第定律的数学表达式 对于下面的电极反应表达式 氧化态 + z e－ → 还原态 还原态 →氧化态 z e－ 氧化态+ 法拉第定律表示为