电化学理论(李狄)课后答案解析
电化学原理1-4章思考题答案
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思考题答案第一章1.离子电导,电子导电3.阳极:氧化反应;阴极:还原反应,电解池:阴=负,阳=正,原电池反之5.同:导电;异:导电机理是电子和带电离子,一个是纯物理过程,一个是物理过程伴随化学反应。
κ,随着溶液7.简化电导率和浓度的关系;区别:当量电导定义;联系:λ=1000C N浓度降低,当量电导增加并趋于一个极限λ0(无线稀溶液极限当量电导),很稀的溶液中-柯劳许经验公式:λ=λ0−A√C N。
8.错,离子种类,其他离子浓度,离子淌度都有影响(根据公式说明)9.无线稀溶液,每个离子运动不受其他离子影响,溶液当量电导等于各电解质当量电导之和。
已知离子极限当量电导求电解质极限当量电导,通过强电解质极限当量电导计算多弱电解质极限当量电导。
10.真实溶液中离子间存在相互作用,与理想溶液有一定偏差,用浓度来校正真是溶液相对于理想溶液的偏差,从而令标准化学位不变(1.19公式);反映了有效浓度第二章3.电极电位是两类导体界面所形成的相间电位,在测量的时候会引入新的两相界面(可画图,并列出2.8式形象描述),故无法直接测出电极的绝对电位,我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。
4.两种溶液之间的高浓度电解质,其正负离子迁移速度接近,保持电荷平衡使反应顺利进行。
浓度高,主要扩散作用来自盐桥,全部电流几乎都由盐桥正负离子在液体界面扩散导致,盐桥正负离子迁移速度相当,以此降低液接电位。
不能完全消除。
6.不对;可逆电池:反应可逆,平衡状态电流无限小;自发电池,反应可逆,电流不为零偏离平衡状态。
8.有电流通过产生欧姆降,有电流通过偏离平衡状态。
采用补偿法。
11.都有电化学氧化还原反应;原电池和腐蚀电池,正极还原=阴极,负极氧化=阳极,电解池,正极氧化=阳极,负极还原=阴极;原电池化学能转电能,电解池电能转化学能,腐蚀电池短路化学能转热能。
14.不对,平衡电位,是在平衡可逆条件下(电极反应可逆,电流无限小)的电极电位,稳定电位是指。
李狄版电化学原理-第二章__电化学热力学
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电池的表示方法
250C , (-) Zn|ZnSO4(αZn2+=1) || CuSO4(αCu2+=1) |Cu (+) 1、负极写在左边,正极写在右边,溶液写在中间。溶液中有关 离子的活度或浓度,气态物质的气体分压应注明 2、两相界面用单竖线“∣”或“,”隔开,两种溶液通过盐
桥连接,用双竖线“‖”表示盐桥。
形成原因:
不同的金属相中电子的电化学位不同,电子逸出金 属相的难易程度也不同。通常以电子逸出功来衡量电 子逸出金属的难易程度。
结果:
电子逸出功低
电子逸出功高
电子逸出功高的金属带 负电,电子逸出功低的金属 带正电;形成双电层的电位 差→金属接触电位。
2.1.3、电极电位
1 电极体系(简称电极) 如果在相互接触的两个导体相中,一个是电子导电相,另一个 是离子导电相,并且在界面上有电荷转移,这个体系就称为电 极体系(简称电极)。
E = M S - R + R M R =0 E(相对电位)= = M S + R M 实际上,相对电极电位不仅包括M S ,而且包括金属接触电
位 R M 。
3 绝对电位符号的规定
规定溶液深处电位为零,金属与溶液的内电位差看成是金属 相对于溶液的电位降。 金属一侧带正电, 溶液一侧带有负 电,M S 为正值 反之,: M S 为负值。
E ΔZn φS ΔSφCu ΔCuφ Zn
电极材料不变,Cu Zn是恒定值; 若S Cu 恒定,
E = ( Zn S ) 即:绝对电位的变化值是可求出的。
E有用,对不同电极测 量, E 的大小顺序与绝对 电位的大小顺序一致。 参比电极 能作为基准的,其电极电 位保持恒定的电极。
电化学教学资料 李狄-电化学原理-第一章-绪论
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二. 电离与离子水化
电解质溶于水时,同时存在两种变化: 电离作用:中性原子或分子形成能自由 移动的离子的过程。 水化作用:物质与水发生化合叫水化作 用,又称水合作用。 离子与水分子相互作用导致水分子定 向排列,这样的结果破坏了水层的四面 体结构,离子不能裸露存在。
离子水化产生两种影响 : 溶剂对溶质的影响:离子水化减少溶液 中自由分子的数量,同时增加离子的体 积; 溶质对溶剂的影响:带电离子的水化破 坏附近水层的四面体结构,改变邻近水 分子层的介电常数。
上图又称韦斯顿电桥。AB为均匀的 滑线电阻,R1为可变电阻,并联一个可变 电容以便调节与电导池实现阻抗平衡,E为 放有待测溶液的电导池,电阻待测。G为耳 机或阴极示波器,接通电源后,移动C点, 使DGC线路中无电流通过,如用耳机则听到 声音最小,这时D,C两点电位降相等,电 桥达平衡。根据几个电阻之间关系就可求 得待测溶液的电导。
ti
z I u i ci z i u i ci
t
i
1
影响迁移数的因素
温度的影响
0.000 0.005 0.01 0.02
KCl溶液中K+在不同温度、不同浓度下的迁移数
C/mol·dm-3 T/K
298 308 318
0.4928 0.4906 0.4889
0.4926 0.4903 0.4887
阳极(anode):发生氧化反应的电极 原电池(-)电解池(+) 阴极(cathode):发生还原反应的电极 原电池(+)电解池(-)
三. 电化学研究的内容
第一类导体 第二类导体 界面结构与性质 界面反应(电化学反应)动力学
电化学原理_(李狄_著)北航出版社_课后1-7章习题参考答案
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电化学原理第一章习题答案1、解:2266KCl KCl H O H O 0.001141.31.010142.31010001000c K K K K cm 11λ−−−−×=+=+=+×=×Ω溶液 2、解:E V Fi i =λ,FE V i i λ=,,, 10288.0−⋅=+s cm V H 10050.0−⋅=+s cm V K 10051.0−⋅=−s cm V Cl 3、解:,62.550121,,,,2−−⋅Ω=−+=eq cm KCl o HCl o KOH o O H o λλλλ2O c c c ,c 1.004H H +−====设故,2,811c5.510cm 1000o H O λκ−−−==×Ω4、(1)121,,Cl ,t t 1,t 76.33mol (KCl o KCl o Cl cm λλλλλ−−−−+−+−=++=∴==Ω⋅∵中)121121121,K ,Na ,Cl 73.49mol 50.14mol 76.31mol (NaCl o o o cm cm cm λλλ++−−−−−−−=Ω⋅=Ω⋅=Ω⋅同理:,,中)(2)由上述结果可知: 121Cl ,Na ,121Cl ,K ,mol 45.126mol 82.142−−−−⋅Ω=+⋅Ω=+−+−+cm cm o o o o λλλλ,在KCl 与NaCl 溶液中−Cl ,o λ相等,所以证明离子独立移动定律的正确性;(3) vs cm vs cm u vs cm u F u a o o l o l o i o /1020.5,/1062.7,/1091.7,/24N ,24K ,24C ,C ,,−−−×=×=×==++−−λλ5、解:Cu(OH)2== Cu 2++2OH -,设=y ;2Cu c +OH c −=2y 则K S =4y 3因为u=Σu i =KH 2O+10-3[y λCu 2++2y λOH -]以o λ代替λ(稀溶液)代入上式,求得y=1.36×10-4mol/dm 3所以Ks=4y 3=1.006×10-11 (mol/dm 3)36、解: ==+,令=y ,3AgIO +Ag −3IO Ag c +3IO c −=y ,则=y S K 2,K=i K ∑=+(y O H K 2310−+Ag λ+y −3IO λ)作为无限稀溶液处理,用0λ代替,=+y O H K 2310−3AgIO λ则:y=43651074.1104.68101.11030.1−−−×=××−×L mol /;∴= y S K 2=3.03810−×2)/(L mol 7、解:HAc o ,λ=HCl o ,λ+NaAc o ,λ-NaCl o ,λ=390.7,121−−⋅Ωeq cm HAc o ,λ=9.02121−−⋅Ωeq cm ∴α0/λλ==0.023,==1.69αK _2)1/(V αα−510−×8、解:由欧姆定律IR=iS KS l ⋅=K il,∵K=1000c λ,∴IR=1000il cλ⋅=V 79.05.0126101010533≈××××− 9、解:公式log ±γ=-0.5115||||+Z −Z I (设25)C °(1)±γ=0.9740,I=212i i z m ∑,I=212i i c z ∑,=()±m ++νm −−νm ν1(2)±γ=0.9101,(3)±γ=0.6487,(4)±γ=0.811410、解:=+H a ±γ+H m ,pH=-log =-log (0.209+H a 4.0×)=1.08电化学原理第二章习题答案1、 解:()+2326623Sb O H e Sb H O ++++ ,()−236H H +6e + ,电池:2322323Sb O H Sb H O ++解法一:00G E nF ∆=−83646F =0.0143V ≈,E=+0E 2.36RT F 2232323log H Sb O Sb H OP a a a ==0.0143V0E 解法二:0602.3 2.3log log 6Sb Sb H H RT RT a a F Fϕϕϕ+++=+=+; 2.3log H RTa Fϕ+−=∴000.0143Sb E E ϕϕϕ+−=−===V2解:⑴,(()+22442H O e H O +++ )−224H H +4e + ;电池:22222H O H O +2220022.3log 4H O H O P P RT E E E Fa =+= 查表:0ϕ+=1.229V ,0ϕ−=0.000V ,001.229E V ϕϕ+−∴=−= ⑵视为无限稀释溶液,以浓度代替活度计算()242Sn Sn e ++−+ ,(),电池:32222Fe e Fe ++++ 23422Sn Fe Sn Fe 2+++++ +23422022.3log 2Sn Fe Sn Fe C C RT E E F C C ++++=+=(0.771-0.15)+220.05910.001(0.01)log 20.01(0.001)××=0.6505V ⑶(),,(0.1)Ag Ag m e +−+ ()(1)Ag m e Ag +++ (1)(0.1)Ag m Ag m ++→电池:(1)0(0.1)2.3log Ag m Ag m a RT E E F a ++=+,(其中,=0) 0E 查表:1m 中3AgNO 0.4V γ±=,0.1m 中3AgNO 0.72V γ±=, 2.310.4log0.0440.10.72RT E V F×∴==× 3、 解:2222|(),()|(),Cl Hg Hg Cl s KCl m Cl P Pt ()2222Hg Cl Hg Cl e −−++ ,()222Cl e Cl −++ ,222Hg Cl Hg Cl 2+ 电池:222200002.3log 2Cl Hg Hg Cl P a RT E E E F a ϕϕ+−=+==−∵O 1.35950.2681 1.0914(25C)E V ,∴=−=设 由于E 与无关,故两种溶液中的电动势均为上值Cl a −其他解法:①E ϕϕ+=−−0,亦得出0E ϕϕ+=−−②按Cl a −计算ϕ+,查表得ϕ甘汞,则E ϕϕ+=−甘汞 4、 ⑴解法一:23,(1)|(1)()H Pt H atm HCl a AgNO m Ag +=()222H H e +−+ 222,()Ag e Ag +++ g ,2222H Ag H A ++++ 电池:有E ϕϕϕ+−=−=+,02.3log()AgAgAg RTE m Fϕγ++±∴=−。
李狄-电化学原理-第四章-电极过程概述
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u0
x
扩散层:根据扩散 传质理论,紧靠电 极表面附近,有一 薄层,此层内存在 反应粒子的浓度梯 度,这层叫做扩散 层。
1 Di B 10
1 3
B
u0
x
扩散层的有效厚度
c c 有效= dc dx x 0
ci
D
c i0
0
s
L
D y u
对流扩散过程特征
由于扩散层中有一定强度对流存在,扩 散特性的影响相对减小 ; 改变搅拌速度和溶液粘度均可影响 i ; 电极表面各处对流影响不同 ,i 和 分布 不均匀。
三. 旋转圆盘电极(RDE)
旋转圆盘电极的主要应用
通过控制转速来控制扩散步骤控制的电 极过程的速度; 通过控制转速,获得不同控制步骤的电 极过程,便于研究无扩散影响的单纯电 化学步骤; 通过控制转速,模拟不同 值的扩散控 制的电极过程 。
d c J 1 J 2 Di 2 dx dx c d 2c D ∴ t dx
Fick Ⅱ 定律
2
S1
S2
扩散方向
dx
二.平面电极上的非稳态扩散
初始条件:
t 0
ci x , 0 c
0 i
边界条件1:
x
ci ,t c
0 i
1.完全浓差极化
边界条件 2:
第四节 非稳态扩散过程(暂态扩散)
稳态和暂态的区别:扩散层中的反应粒子 浓度是否与时间有关,即
稳态:
ci f x
暂态:
ci f x, t
李狄-电化学原理-第二章-电化学热力学
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第二节
电化学体系
一. 三种电化学体系: 原电池(Galvanic cell):凡是能将化学 能直接转变为电能的电化学装置叫做原 电池或自发电池; 电解池(Electrolytic cell):将电能转 化为化学能的电化学体系叫电解电池或 电解池; 腐蚀电池(Corrosion cell):只能导致 金属材料破坏而不能对外界做有用功的 短路原电池。
相对(电极)电位:研究电极与参比电 极组成的原电池电动势称为该电极的相 对(电极)电位 ,用 表示。 符号规定: 0 研究电极在原电池中发生还原反应: 0 研究电极在原电池中发生氧化反应:
氢标电位
定义:标准氢电极作 参比电极时测得的电 极相对电位 。如:
Pt|H2,H+||Ag2+|Ag
i
或 0
带电粒子:
W2
W1
W2
W1
将单位正电荷从无穷远处移至实物相内部所做的功
将单位正电荷e从无穷远处移至离良导体球 体M10-4~10-5cm处,电荷与球体之间只有长 程力(库仑力)作用:
W1
从10-4~10-5cm处越过表面层到达M相内: W2 界面短程力做电功: 克服物相M与试验电荷之间短程力所作的化 学功:W化
0.799V
液体接界电位与盐桥
液体接界电位:相互接触的两个组成不 同或浓度不同的电解质溶液之间存在的 相间电位。
产生的原因:各种离子具有不同的迁移 速率而引起。
由于离子扩散速度不同造成的液体接界电位
盐桥:饱和KCl溶液中加入3%琼脂。
由于K+、Cl-的扩散速度接近,液体接 界电位可以保持恒定。
电化学原理思考题答案-北航李荻版
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2、为什么不能测出电极得绝对电位?我们平常所用得电极电位就是怎么得到得?答:电极电位就是两类导体界面所形成得相间电位,相间电位中得内电位就是无法直接测量得,故无法直接测出电极得绝对电位,我们平常所用得电极电位都就是相对电极电位。
不对,虽然有电位差,但就是没有电流通过,所以不能转化为电能。
17、描述腐蚀原电池得特点所在。
①阴、阳极区肉眼可分或不可分,或交替发生;②体系不稳定稳定,腐蚀过程就是自发反应;③只要介质中存在氧化剂(去极化剂),能获得电子使金属氧化,腐蚀就可发生;④腐蚀得二次产物对腐蚀影响很大;⑤电化学腐蚀离不开金属/电解质界面电迁移,电子由低电位金属或地区传荷到电位高得金属或地区,再转移给氧化剂;⑥腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液与电路四部分,缺一不可;⑦阴极、阳极反应相对独立,但又必须耦合,形成腐蚀电池;⑧ia=ic , 无净电荷积累;⑨腐蚀电池不对外作功,只导致金属腐蚀破坏得短路原电池.原电池与电解池1.原电池与电解池得比较:4.电解、电离与电镀得区别对于我们所讨论得某一反应来说,zF为常数,故J与vr成正比。
这就就是说,在电化学中总就是习惯于用电流密度来表示反应速度.由于在稳态下接续进行得各步骤速度都一样,所以在讨论液相传质等步骤时,也可用电流密度来表示它们得反应速度。
因此,在电化学中实际上已经将电流密度变成反应速度得同义语了。
己知电极反应在25℃时得反应速度为0.1 A/cm2.根据各单元步骤活化能计算出电子转移步骤速度为1、04 X 10-2mol/m2s,扩散步骤速度为0、1 mol/m2s。
试判断该温度下得控制步骤.若这一控制步骤得活化能降低了12kJ/mol,会不会出现新得控制步骤?[解〕因为电极反应速度可用电流密度表示,即J=nFv,所以对电子转移步骤,其反应速度可表示为j电子=nFv电子。
已知n=1,故j电子=1x96500 x 1、 04 x10-2≈0、1A/cm2同理J扩散=nFv扩散 =1x96500x0、1=0、965A/cm2已知整个电极反应速度为0、 1 A/cm2,所以可判断速度控制步骤就是电子转移步骤。
电化学原理-(李狄-著)北航出版社-课后5-9章习题参考答案
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第五章1、在电极界面附近的液层中,是否总存在三种传质方式?为什么?每种传质方式的传质速度如何表示?答:电极界面附近的液层通常是指扩散层,可以同时存在着三种传质方式(电迁移、对流和 扩散),但当溶液中含有大量局外电解质时,反应离子的迁移数很小,电迁移传质作用可以忽略不计,而且根据流体力学,电极界面附近液层的对流速度非常小,因此电极界面附近液 层主要传质方式是扩散。
三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度J 来表示。
电迁移: 对流:扩散:2. 在什么条件下才能实现稳态扩散过程?实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程有 什么区别?答:一定强度的对流的存在是稳态扩散过程的前提。
区别:在理想稳态扩散条件下,扩散层有确定的厚度,其厚度等于毛细管的长度l ;而在真实体系中,由于对流作用与扩散作用的重叠,只能根据一定的理论来近似求得扩散层的厚度。
理想稳态扩散: 实际稳态扩散: 3. 旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极有什么优点?它们在电化学测量中有什么重要用途? 答: 旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的,因此电极表面各处的电流密度分布均匀。
这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。
它们可以测量并分析极化曲线,研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。
4. 试比较扩散层、分散层和边界层的区别。
扩散层中有没有剩余电荷?答:紧靠电极表面附近,有一薄层,此层内存在反应粒子的浓度梯度,这层叫做扩散层;电极表面的荷电粒子由于热运动而倾向于均匀分布,从而使剩余电荷不可能完全紧贴着电极表面分布,而具有一定的分散性,形成所谓分散层;靠近电极表面附近的液流层叫做边界层,越接近电极表面,其液流流速越小。
电极/溶液界面存在着离子双电层时,金属一侧的剩余电荷来源于电子的过剩或缺贫。
双电层一侧区可以认为各种离子浓度分布只受双电层电场影响,不受其它传质(包括扩散)过程的影响。
因此扩散层中没有剩余电荷。
5. 假定一个稳态电极过程受传质步骤控制,并假设该电极过程为阴离子在阴极还原。
李狄-电化学原理-第四章-电极过程概述
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双电层
E a平 c平
Pt
V a c IR
E
a平+a c平-c IR
E C a IR
E超
E<V
I
c平- c
e
双电层
Pt
V
R反应 R溶液
IR
V
I
a平+ a
原电池与电解池的比较
原电池 阴极(+)→负移 阳极(-)→正移
2、这种分解式研究方法存在着忽略各个过程之间相互作用的 缺点。所出,在电化学动力学的学习与研究中,一方面要着重了解 各单个过程的规律,另一方面也要注意各个过程之间的相互影响、 相互联系。
3、对单个过程的研究,着重于阳极和阴极的电极反应过程, 液相传质过程仅考虑电极附近液层中的传质作用。
在电化学中,人们习惯把发生在电极/溶液界面上的电极反应、 化学转化和电极附近液层中的传质作用等一系列变化的总和统称为 电极过程。有关电极过程的历程、速度及其影响因素的研究内容就 称为电极过程动力学。
传递的电荷,使电极电位恢复平衡状态。 极化是由上述两种作用联合作用的结果。
电极极化的实质
电子运动速度往往是大于电极反应速度的,因而通常 是极化作用占主导地位。
Ve >> V反
电荷积累: 阴极极化 负电荷
负移
电荷积累:阳极极化 正电荷
正移
电极极化现象的实质:电极反应速度跟不上电子运动 速度而造成的电荷在界面的积累。
H2SO4。
4.1.3极化曲线
1、极化曲线
实验表明,过电位值是随通过电极的 电流密度不同而不同的。为了完整而直 观地表达出一个电极过程的极化性能, 通常需要通过试验测定过电位或电极电 位随电流密度变化的关系曲线,这种曲 线就叫做极化曲线。
920124-李狄-电化学原理-第二章-作业
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解. 在阴极析出的离子可能有Zn2+, H+, Cu2+, 阴极优先析出的离 子是电极电位较正的离子
平(Cu
Cu 2 )
0(Cu
Cu 2 )
2.3RT 2F
lg
Cu 2
0.337 0.0591lg(0.01 0.41) 0.27V 2
平(Zn
Zn2)
0(Zn
Zn2)
2.3RT 2F
lg
Zn
2
0.763 0.0591lg(0.001 0.39) 0.86V 2
电极反应
() H 2 2H 2e () I 2 2e 2I
电池反应
H 2 I 2 2HI
E
E0
RT 2F
ln
1
HI 2
E0
0
0
0(350C)
0(250C) 1.310 4(t 250C)
0.5346 1.310 4(350C 250C) 0.5333V
(3)该反应的△G0值 (4)该反应的平衡常数K值 (5)如果把上述反应改写成1/2H2(101325 Pa)+1/2I2=2HI (α=1),以上各问的答案是否会改变
电极反应 () Ag Ag (0.1mol / Kg) e () Ag (1mol / Kg) e Ag
电池反应 Ag (1mol / Kg) Ag (1mol / Kg)
E E0 RT ln Ag (1mol / Kg) RT ln mAg (1mol / Kg) F Ag (0.1mol / Kg) F mAg (0.1mol / Kg)
电池反应
3H2 Sb2O3 2Sb 3H 2O
E
E0
RT
李狄电化学考试试卷
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李狄电化学考试试卷李狄电化学考试试卷篇一:电化学第1章绪论第1章绪论1.1 电化学的发展与研究对象1.1.1 电化学的产生及其在历史上的作用1、电化学的产生电化学的产生与发展始于18世纪末19世纪初。
1791年意大利生物学家伽伐尼(Galvanic)从事青蛙的生理功能研究时,用手术刀触及解剖后挂在阳台上的青蛙腿,发现青蛙腿产生剧烈的抽动。
分析原因后认为,由于肌肉内有电解液,这时是偶然地构成了电化学电路。
这件事引起了很大的轰动。
当时成立了伽伐尼动物电学会,但未搞明白。
1799年伏打(Volta),也是意大利人,他根据伽伐尼实验提出假设:认为蛙腿的抽动是因二金属接触时通过电解质溶液产生的电流造成的。
故将锌片和银片交错迭起,中间用浸有电解液的毛呢隔开,构成电堆。
因电堆两端引线刺激蛙腿,发生了同样的现象。
该电堆被后人称为“伏打电堆”,是公认的世界历史上第一个化学电源。
2、电化学在历史上的作用伏打电堆的出现,使人们较容易地获得了直流电。
科学家们利用这种直流电得以进行大量的研究,大大地扩展了人们对于物质的认识,同时促进了电化学的发展,也极大地促进了化学理论的发展。
1)扩展了对于物质的认识。
最初人们认为自然界中有33种元素,实际上其中有一部分是化合物。
如:KOH、NaOH、NaCl、H2O 等。
1800年尼克松(Nichoson)、卡利苏(Carlisle)利用伏打电堆电解水溶液,发现有两种气体析出,得知为H2和O2。
此后人们做了大量的工作:如电解CuSO4得到Cu,电解AgNO3得到Ag,电解熔融KOH得到K等等。
10年之内,还得到了Na、Mg、Ca、Sr、Ba等,这就是最早的电化学冶金。
10年时间,人们所能得到或认识的元素就已多达55种。
没有这个基础,门捷列夫周期表的产生是不可能的。
2)促进了电学的发展1819年,奥斯特用电堆发现了电流对磁针的影响,即所谓电磁现象。
1826年,发现了欧姆定律。
这都是利用了伏打电堆,对于电流通过导体时发生的现象进行了物理学的研究而发现的。
920124-李狄-电化学原理-第二章-作业
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电极反应
() ()
Zn Zn2 2e Hg2Cl2 2e 2Hg 2Cl
电池反应
Zn Hg 2Cl 2 Zn2 2Hg 2Cl
E
E0
RT 2F
ln
Zn 2
Cl
2
E
E0
RT 2F
ln
Zn 2
Cl
2
E
E0
RT 2F
ln(cZn 2
)(c Cl
)2
E
E0
RT 2F
ln
4c3
3
E0
m' '
nF ' ' F ' '
m' ' ' '
lg ' 0.0822 lg 0.082 0.3046 ' 0.496
' ' 2 0.0591 0.0082
' '
电池2是有迁移浓差电池,且电极对阴离子可逆
(2)Eb t RT ln( ' ) 2t RT ln( ' )
nF ''
电极反应
() H 2 2H 2e () I 2 2e 2I
电池反应
H 2 I 2 2HI
E
E0
RT 2F
ln
1
HI 2
E0
0
0
0(350C)
0(250C) 1.310 4(t 250C)
0.5346 1.310 4(350C 250C) 0.5333V
(3)该反应的△G0值 (4)该反应的平衡常数K值 (5)如果把上述反应改写成1/2H2(101325 Pa)+1/2I2=2HI (α=1),以上各问的答案是否会改变
电化学原理思考题答案-北航李荻版
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2.为什么不能测出电极的绝对电位我们平常所用的电极电位是怎么得到的答:电极电位是两类导体界面所形成的相间电位,相间电位中的内电位是无法直接测量的,故无法直接测出电极的绝对电位,我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。
不对,虽然有电位差,17、描述腐蚀原电池的特点所在。
①阴、阳极区肉眼可分或不可分,或交替发生;②体系不稳定稳定,腐蚀过程是自发反应;③只要介质中存在氧化剂 (去极化剂),能获得电子使金属氧化,腐蚀就可发生;④腐蚀的二次产物对腐蚀影响很大;⑤电化学腐蚀离不开金属/电解质界面电迁移,电子由低电位金属或地区传荷到电位高的金属或地区,再转移给氧化剂;⑥腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四部分,缺一不可;⑦阴极、阳极反应相对独立,但又必须耦合,形成腐蚀电池;⑧ia=ic ,无净电荷积累;⑨腐蚀电池不对外作功,只导致金属腐蚀破坏的短路原电池。
原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池2.化学腐蚀和电化腐蚀的区别3.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别4.电解、电离和电镀的区别5.电镀铜、精炼铜比较6.电解方程式的实例(用惰性电极电解):除电子转移步骤之外,其他电极过程的单元步骤能否用电流密度来表示它们的速度为什么因为J=zFvr对于我们所讨论的某一反应来说,zF为常数,故J与vr成正比。
这就是说,在电化学中总是习惯于用电流密度来表示反应速度。
由于在稳态下接续进行的各步骤速度都一样,所以在讨论液相传质等步骤时,也可用电流密度来表示它们的反应速度。
因此,在电化学中实际上已经将电流密度变成反应速度的同义语了。
己知电极反应在25℃时的反应速度为0.1 A/cm2。
根据各单元步骤活化能计算出电子转移步骤速度为 X 10-2mol/m2s,扩散步骤速度为mol/m2s。
试判断该温度下的控制步骤。
若这一控制步骤的活化能降低了12kJ/mol,会不会出现新的控制步骤[解〕因为电极反应速度可用电流密度表示,即J=nFv,所以对电子转移步骤,其反应速度可表示为j电子=nFv电子。
李狄-电化学原理-第三章-界面电化学(1)
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二. 研究电极/溶液界面的基本方法
研究电极/溶液界面的思路: 通过实验测量一些可测的界面参数; 根据一定的界面结构模型来推算界面参 数 , 考察测量参数值与理论值的吻合程度来 检验模型的合理性。
基本方法:
充电曲线法
微分电容曲线法 电毛细曲线法
研究电极/溶液界面对研究电极的要求 通过外电路流向“电 极/溶液”界面的电 荷可能参加两种不同 的过程: 在界面上参加电化学 反应而被消耗 ; 用来改变界面结构。
此时影响分散性(双电层结构)的主要 因素是主要是q和c。
Stern模型的实验验证
对 Cd ~
作出了较完满的解释:
由于模型包含了Helmholtz的紧密层,所 以同样可解释 ~ 曲线。 ф pymkuH按双电层方程式理论作出了理 论曲线,该曲线与实验曲线相当一致;
Stern模型的不足
推导中做了许多假设 ,得出的结果是宏 观的统计平均值,不能作准确的计算;
对分散层描述较细致,对紧密层描述过 于简单 、粗糙。
三.紧密层结构
对Stern模型的两点重要修正:
水偶极子定向及对结构的影响(“电极 水化”)
短程作用引起的吸附(特性吸附)。
紧密层模型
无离子特性吸附 :
OHP:距离电极表面为 d的液层,即最接近电 极表面的水化阳离子电 荷中心所在液层称为外 紧密层或外Helmholtz 平面。
Rf
Rl
R
, f
a
Cd
C
, d
b
辅助电极上(如Pt)几乎无反应,又由 于其面积很大,Cd很大,相当于辅助电 极短路,可以将电路进一步简化为:
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