第八章 电解质溶液-南大物理化学分解
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（可逆电池、电极电势、电动势及可逆电池电动势与 热力学函数之间的关系等）
3. 电化学动力学
（电极反应的历程等细节问题）
4. 实用电化学
（半导体电化学、燃料电池等实用领域）
2020/10/9
Shenming
4
第八章 电解质溶液
电化学的用途
⒈电解
精炼和冶炼有色金属和稀有金属； 电解法制备化工原料； 电镀法保护和美化金属； 还有氧化着色等。
3. 电极
2020/10/9
Shenming
8
第八章 电解质溶液
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。
发生还原作用的极称为阴极，在原电池中，阴极
阴极： 是正极；在电解池中，阴极是负极。
阳极反应： 2Cl- (aq) Cl2 (g)+2e-
图8.1 电解池示意图 总电池反应：2HCl(aq) H2 (g)+Cl2 (g)
2020/10/9
Shenming
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第八章 电解质溶液
② 电解CuCl2水溶液
以Pt为电极
阴极反应： Cu2 (aq) 2e Cu(s)
阳极反应： 2Cl (aq) Cl2(g) 2e
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
2020/10/9
Shenming
5
第八章 电解质溶液
§8.1 电化学的基本概念和法拉第定律 一、基本概念 1. 导体 ① 第一类导体 (又称电子导体，如金属、石墨等。)
A. 自由电子作定向移动而导电
③ 电解Na2SO4水溶液
以Pt为电极
阴极反应： 2H (aq) 2e H2(g)
阳极反应：
2OH
(aq)
H 2O(l )
1 2
O2
(g)
2e
2020/10/9
Na2 SO4 支持电解质
Shenming
13
第八章 电解质溶液
电解质溶液导电机理是： (1) 电流通过溶液时，其回路由正、负离子的 定向迁移来实现，正、负离子迁移的方向虽然 相反，但它们导电方向却是一致的；
*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，导电能力不强，本章以讨论电解质水 溶液为主。
2020/10/9
Shenming
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第八章 电解质溶液
2. 两类电化学装置
——亦称电池
原电池（自发电池） ——在两电极上自发地发
生化学反应并产生电流。
电解池（槽）
——在两电极与直流电源连接后， 通过外加电源强迫电流流入电池， 而使两电极上发生化学变化。
z——电极反应式中的电子计量系数
F——法拉第常数(Cmol1)，为1摩尔元电荷 所带的电量
F L e 6.022051023 1.60219 1019 C mol1
9.64846 104 C mol1
96500C mol1
2020/10/9
Shenming
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第八章 电解质溶液
3. 另一表达式
[溶液中离子的迁移方向：阴(离子)阳(极)氧(化)]
(2) 电流在电极与溶液界面得以连续，是由于 两电极分别发生氧化还原作用时导致电子得 失而形成。
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Shenming
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第八章 电解质溶液
二、法拉第定律 1. 文字表述 (1) 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。
阳极： 发生氧化作用的极称为阳极，在原电池中，阳极
是负极；在电解池中，阳极是正极。
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Shenming
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第八章
电解质溶液
Zn电极：
Zn(s)→Zn2++2e发生氧化作用，是阳极。电子由 Zn电极流向Cu电极，Zn电极的 电势低，是负极。
原电池 2020/10/9
Cu电极：
Cu2++2e-→ Cu(s) 发生还原作用，是阴极。电流由
2020/10/9
Shenming
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第八章 电解质溶液
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。
电能
电解池
化学能
原电池
2020/10/9
Shenming
3
第八章 电解质溶液
电化学研究的主要内容：
1. 电解质溶液理论
（如离子互吸、水合和缔合、电导理论、电离平衡等）
2. 电化学热力学
11
第八章 电解质溶液
当电流通过电解池或原电池时，电解质溶液中的离 子在电场作用下进行定向迁移，阴离子、阳离子分别向 正极、负极移动，同时在电极上发生氧化还原反应。
① 电解HCl水溶液 以Pt为电极
e-
（惰性电极）
阳 H+
阴
极
极
Pt
Cl-
Pt
HCl溶液
阴极反应： 2H+ (aq)+2e- H2 (g)
(2) 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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第八章 电解质溶液
2. 数学表达
Q nzF zF
式中：
Q——通过的电量(C) n——电极上起作用物质的物质的量(mol)
物理化学 Physical Chemistry
第八章 电解质溶液
本学期课时安排如下：总时数为48学时
第八章 电解质溶液
7学时
第九章 可逆电池的电动势及其应用 8学时
第十章 电解与极化作用
6学时
第十一章 化学动力学基础（一）
9学时
第十二章 化学动力学基础（二）
4学时
第十三章 表面物理化学
8学时
第十四章 胶体分散体系和大分子溶液 6学时
Cu电极流向Zn电极，Cu电极的 电势高，是正极。
Shenming
10
第八章 电解质溶液
电极①：
与外电源负极相接，是负极。
①
② 发生还原反应，是阴极。Baidu Nhomakorabea
Cu2++2e-→Cu(s)
电解池 2020/10/9
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-
Shenming
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
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Shenming
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第八章 电解质溶液
② 第二类导体
(又称离子导体，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
m Q M M Q M It
zF
zF zF
m——电解过程中电极上起作用物质的质量（g）
3. 电化学动力学
（电极反应的历程等细节问题）
4. 实用电化学
（半导体电化学、燃料电池等实用领域）
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第八章 电解质溶液
电化学的用途
⒈电解
精炼和冶炼有色金属和稀有金属； 电解法制备化工原料； 电镀法保护和美化金属； 还有氧化着色等。
3. 电极
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第八章 电解质溶液
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。
发生还原作用的极称为阴极，在原电池中，阴极
阴极： 是正极；在电解池中，阴极是负极。
阳极反应： 2Cl- (aq) Cl2 (g)+2e-
图8.1 电解池示意图 总电池反应：2HCl(aq) H2 (g)+Cl2 (g)
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第八章 电解质溶液
② 电解CuCl2水溶液
以Pt为电极
阴极反应： Cu2 (aq) 2e Cu(s)
阳极反应： 2Cl (aq) Cl2(g) 2e
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
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第八章 电解质溶液
§8.1 电化学的基本概念和法拉第定律 一、基本概念 1. 导体 ① 第一类导体 (又称电子导体，如金属、石墨等。)
A. 自由电子作定向移动而导电
③ 电解Na2SO4水溶液
以Pt为电极
阴极反应： 2H (aq) 2e H2(g)
阳极反应：
2OH
(aq)
H 2O(l )
1 2
O2
(g)
2e
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Na2 SO4 支持电解质
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第八章 电解质溶液
电解质溶液导电机理是： (1) 电流通过溶液时，其回路由正、负离子的 定向迁移来实现，正、负离子迁移的方向虽然 相反，但它们导电方向却是一致的；
*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，导电能力不强，本章以讨论电解质水 溶液为主。
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7
第八章 电解质溶液
2. 两类电化学装置
——亦称电池
原电池（自发电池） ——在两电极上自发地发
生化学反应并产生电流。
电解池（槽）
——在两电极与直流电源连接后， 通过外加电源强迫电流流入电池， 而使两电极上发生化学变化。
z——电极反应式中的电子计量系数
F——法拉第常数(Cmol1)，为1摩尔元电荷 所带的电量
F L e 6.022051023 1.60219 1019 C mol1
9.64846 104 C mol1
96500C mol1
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第八章 电解质溶液
3. 另一表达式
[溶液中离子的迁移方向：阴(离子)阳(极)氧(化)]
(2) 电流在电极与溶液界面得以连续，是由于 两电极分别发生氧化还原作用时导致电子得 失而形成。
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第八章 电解质溶液
二、法拉第定律 1. 文字表述 (1) 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。
阳极： 发生氧化作用的极称为阳极，在原电池中，阳极
是负极；在电解池中，阳极是正极。
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第八章
电解质溶液
Zn电极：
Zn(s)→Zn2++2e发生氧化作用，是阳极。电子由 Zn电极流向Cu电极，Zn电极的 电势低，是负极。
原电池 2020/10/9
Cu电极：
Cu2++2e-→ Cu(s) 发生还原作用，是阴极。电流由
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第八章 电解质溶液
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。
电能
电解池
化学能
原电池
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3
第八章 电解质溶液
电化学研究的主要内容：
1. 电解质溶液理论
（如离子互吸、水合和缔合、电导理论、电离平衡等）
2. 电化学热力学
11
第八章 电解质溶液
当电流通过电解池或原电池时，电解质溶液中的离 子在电场作用下进行定向迁移，阴离子、阳离子分别向 正极、负极移动，同时在电极上发生氧化还原反应。
① 电解HCl水溶液 以Pt为电极
e-
（惰性电极）
阳 H+
阴
极
极
Pt
Cl-
Pt
HCl溶液
阴极反应： 2H+ (aq)+2e- H2 (g)
(2) 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。
2020/10/9
Shenming
15
第八章 电解质溶液
2. 数学表达
Q nzF zF
式中：
Q——通过的电量(C) n——电极上起作用物质的物质的量(mol)
物理化学 Physical Chemistry
第八章 电解质溶液
本学期课时安排如下：总时数为48学时
第八章 电解质溶液
7学时
第九章 可逆电池的电动势及其应用 8学时
第十章 电解与极化作用
6学时
第十一章 化学动力学基础（一）
9学时
第十二章 化学动力学基础（二）
4学时
第十三章 表面物理化学
8学时
第十四章 胶体分散体系和大分子溶液 6学时
Cu电极流向Zn电极，Cu电极的 电势高，是正极。
Shenming
10
第八章 电解质溶液
电极①：
与外电源负极相接，是负极。
①
② 发生还原反应，是阴极。Baidu Nhomakorabea
Cu2++2e-→Cu(s)
电解池 2020/10/9
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-
Shenming
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
2020/10/9
Shenming
6
第八章 电解质溶液
② 第二类导体
(又称离子导体，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
m Q M M Q M It
zF
zF zF
m——电解过程中电极上起作用物质的质量（g）