物理化学之电化学(一)

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【电化学】第一章电解质及其物理化学性质 (1)

2、稀溶液的经验式： lg k I k为常数 3、德拜－休克尔方程：
(1)m 0.001mol / kg的溶液，lg A ZZ I
(2)0.001
m
0.01mol / kg，lg
A ZZ 1 Ba
I
I
(3)0.01 m 1mol / kg, lg
A ZZ 1 Ba I
I
bI
三、固体电解质
1、按其中的传导离子来分类：（1）银离子导体(Ag+) 如AgX；（2）铜离子导体（Cu+）如CuX；（3）碱金属离子导体（Na+，Li+）如B- 氧化铝
（NaO2●Al2O3, n = 5-11)；（4）氧离子导体如ZrO2，ThO2；（5）氟离子导体如NaF，AlF3。 2、应用：燃料电池等。
(1)m与关系：m＝Vm C，Vm是含1mol电解质溶液的体积，
C为体积摩尔浓度。
（2）m与淌度的关系：m＝ U＋＋U－ F，
：电离度，F：法拉第常数，F＝eNA＝96500C / mol。
对无限稀溶液：＝1m
U
U
F,离子独立移动定律：mmm NhomakorabeaU
U
F
对浓度不太大的强电解质溶液，近似有：m
1
(3)平均质量摩尔浓度：m＝（m＋
m ）－＋＋－
若已知，有近似计算：＋＝ m＋，－＝ m－
二、德拜－休克尔方程
1、溶液的离子浓度I:
I 1
2
i
mi zi2
例：溶液内含0.01mol/kg NaCl 和.02mol/kg 的CdCl2，则Na+，Cd2+和
Cl- 离I 子1 强0.0度11为2 ：0.02 22 0.05 (1)2 0.07 2

物理化学电化学知识点总结

物理化学电化学知识点总结一、原电池的原理1．构成原电池的四个条件（以铜锌原电池为例）①活拨性不同的两个电极②电解质溶液③自发的氧化还原反应④形成闭合回路2．原电池正负极的确定①活拨性较强的金属作负极，活拨性弱的金属或非金属作正极。

②负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应③外电路由金属等导电。

在外电路中电子由负极流入正极④内电路由电解液导电。

在内电路中阳离子移向正极，阴离子会移向负极区。

Cu－Zn原电池：负极: Zn-2e=Zn2+ 正极：2H+ +2e=H2↑总反应：Zn +2H+=Zn2+ +H2↑氢氧燃料电池，分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下：碱作电解质：负极：H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极：O2+4e-+2 H2O=4OH-酸作电解质：负极：H2—2e-=2H+ 正极：O2+4e-+4H+=2 H2O总反应都是：2H2+ O2=2 H2O二、电解池的原理1．构成电解池的四个条件（以NaCl的电解为例）①构成闭合回路②电解质溶液③两个电极④直流电源2．电解池阴阳极的确定①与电源负极相连的一极为阴极，与电源正极相连的一极为阳极②电子由电源负极→导线→电解池的阴极→电解液中的（被还原），电解池中阴离子（被氧化）→电解池的阳极→导线→电源正极③阳离子向负极移动；阴离子向阳极移动④阴极上发生阳离子得电子的还原反应，阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。

注意：在惰性电极上，各种离子的放电顺序三．原电池与电解池的比较原电池电解池（1）定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置（2）形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液（或熔融的电解质）、外接电源、形成回路（3）电极名称负极正极阳极阴极（4）反应类型氧化还原氧化还原（5）外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入四、在惰性电极上，各种离子的放电顺序：1、放电顺序：如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。

物理化学-电化学部分课件可逆电池—(1)

例如： Zn(s)|Zn2+||Cu2+|Cu(s) Zn(s)+Cu2+→Zn2++Cu(s) Cu(s)|Cu2+||Zn2+|Zn(s) Zn2++Cu(s)→Zn(s)+Cu2+
可逆电池电动势的取号
Ag(s)| AgCl(s)| HCl a 1 | H 2 p | Pt
Pt Pt
H2
() Ag(s) Cl (aCl ) AgCl(s) e
() H (aH ) e 1 H2 ( p) 2
Pt
H+
净反应：
电极反应是：氢电极(阳极)： H 2 ( p ) H ( b ) e 银-氯化银电极(阴极): AgCl(s) e- Ag Cl (b) 电池反应：
1 H 2 ( p) AgCl(s) Ag H (b) Cl (b) 2 1 2
-
+ +
若将所讨论的电池接上一个外电池，使外电池正极与原电池正极相连，外电池负极与原电池负极相连。如左图。若两电池的电动势正好彼此抵消，则不产生电流，则电池中不发生反应。此时，若将外电池电动势减小一个无限小量，则所讨论的电池中产生无限小的电流，通过外电池。
+

z

第二类电极的电极反应电极
Cl (a )ㅣAgCl(s)ㅣAg(s) Cl (a )ㅣHg 2Cl2 (s)ㅣHg(l) H (a )ㅣAg 2O(s)ㅣAg(s) OH (a )ㅣAg 2O(s)ㅣAg(s)

电极反应（还原）
AgCl(s) e Ag(s) Cl (a ) Hg 2Cl2 (s) 2e

电化学原理和方法

电化学原理和方法电化学是研究电荷在电化学界面上转移和反应的学科，是物理化学的重要分支之一。

通过电化学实验和研究，可以揭示物质的电化学性质，并应用于电池、电解池、电解制备和分析等领域。

本文将介绍电化学的基本原理和常用的实验方法。

一、电化学基本原理1. 电解学和电池学电解学研究的是电解液中电荷的转移现象，它关注电离和非电离物质在电解液中的电化学行为。

电池学则研究的是电池的性质和工作原理，包括原电池、电解池和燃料电池等。

2. 电化学反应电化学反应可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。

在氧化还原反应中，电荷由氧化物传递给还原物，形成氧化物和还原物之间的电荷转移反应。

在非氧化还原反应中，电荷转移到非氧化还原剂和氧化剂之间，但没有氧化或还原的过程。

3. 电化学方程式电化学方程式是描述电化学反应的方程式，它将反应物和生成物之间的电荷转移过程表示为化学方程式。

在方程式中，电子传递通常用电子符号“e-”表示，离子迁移则用相应的离子符号表示。

4. 电极和电动势电极是电化学反应发生的场所，分为阳极和阴极。

阳极是发生氧化反应的地方，而阴极则是发生还原反应的地方。

电动势是衡量电化学反应自发性的物理量，通过比较不同半反应的电动势可以判断反应的进行方向。

二、常用电化学实验方法1. 极化曲线法极化曲线法是一种常见的电化学实验方法，用于研究电化学界面上的电荷转移和反应过程。

它通过改变外加电势的大小，并测量电流的变化，绘制电流对电势的曲线图，从而得到电化学反应的特征。

2. 循环伏安法循环伏安法是研究电化学反应动力学过程的重要实验方法。

它通过不断改变电势，使电化学反应在阳极和阴极之间来回进行，然后测量反应的电流响应，从而得到电化学反应的动力学参数。

3. 旋转圆盘电极法旋转圆盘电极法是一种用于研究电化学反应速率的实验方法。

它通过将电极固定在旋转的圆盘上，使电解液与电极之间产生强制对流，从而提高反应速率，并测量反应的电流响应，得到反应速率的信息。

物理化学之电化学(一)市公开课一等奖省赛课获奖PPT课件

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（2）法拉第定律数学表示式
Mz ze M Az- ze A
取电子得失数为 z，通入电量为 Q，则电极上发生反应物质量 n 为：
n
Q zF
或 Q nzF
电极上发生反应物质质量 m 为：
m
nM
Q zF
M
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（3）法拉第常数
• A、20.2hr
B、5.4hr
• C、2.7hr
D、1.5hr
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（4）荷电粒子基本单元选取
依据法拉第定律，通电于若干串联电解池中，每
个电极上析出物质物质量相同，这时，所选取基本粒
子荷电绝对值必须相同。比如：
荷一价电
阴极
1 11
2 H2,
Cu, 2
物理化学电子教案—第七章
电化学(一)
电解
电能
电池
化学能
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电化学研究对象
电化学主要是研究电能和化学能之间相互转化及转化过程中相关规律科学。
电能
电解池原电池
化学能
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第七章电化学(一)
（一）电解质溶液
4.离子迁移数定义
把离子B所运载电流与总电流之比称为离子B迁
移数（transference number）用符号 t表B 示。
其定义式为：
tB def
IB I
tB是量纲为1量，数值上总小于1。
因为正、负离子移动速率不一样，所带电荷不等，

物理化学第7章电化学

放置含有1 mol电解质的溶液，这时溶液所具有的
电导称为摩尔电导率 Λ m
Λ m
def
kVm
=
k c
Vm是含有1 mol电解质的溶液
的体积，单位为 m3 mol1，c 是电解
质溶液的浓度，单位为 mol m3 。
摩尔电导率的单位 S m2 mol1
注意：
Λ 在后面要注明所取的基本单元。 m
b、强电解质：弱电解质：
强电解质的Λ m
与
c
的关系
随着浓度下降，Λ 升高，通 m
常当浓度降至 0.001mol dm3 以下
时，Λ 与 m
c 之间呈线性关系。德
国科学家Kohlrausch总结的经验
式为：
Λ m
=Λm (1
c)
是与电解质性质有关的常数
将直线外推至 c 0
得到无限稀释摩尔电导率Λm
-
- 电源 +
e-
+
e-
阴
阳
极
极
CuCl2
电解池
阳极上发生氧化作用
2Cl aq Cl2(g) 2e
阴极上发生还原作用
Cu2 aq 2e Cu(s)
三、法拉第定律
Faraday 归纳了多次实验结果，于1833年总结出该定律
1、内容：当电流通过电解质溶液时，通过电极的电荷量与发生电极反应的物质的量成正比；
作电解池阴极： Zn2 2e Zn(s)
阳极 2Ag(s) 2Cl 2AgCl(s) 2e
净反应： 2Ag(s) ZnCl2 Zn(s) 2AgCl(s)
2.能量变化可逆。要求通过的电流无限小。
二、可逆电极的种类
1、第一类电极

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—电化学练习题及参考答案(1)-推荐下载

电化学A一、选择题1. 某燃料电池的反应为：H 2(g)＋O 2(g)─→H 2O(g)12在 400 K 时的 ∆r H m 和 ∆r S m 分别为 -251.6 kJ ·mol -1和 –50 J ·K -1·mol -1,则该电池的电动势为：()(A) 1.2 V (B) 2.4 V(C) 1.4 V (D) 2.8 V2. 已知下列两个电极反应的标准电极电位为：Cu 2++ 2e -─→ Cu(s)φ= 0.337 V1$Cu ++ e -─→ Cu(s) φ= 0.521 V2$由此可算得 Cu 2++ e -─→ Cu +的 φ 值为： ()(A) 0.184 V (B) 0.352 V(C) -0.184 V (D) 0.153 V 3. 有下面一组电池：(1) H 2(p )│HCl(a =1)‖NaOH(a =1)│O 2(p )(2) H 2(p )│NaOH(a =1)│O 2(p )(3) H 2(p )│HCl(a =1)│O 2(p )(4) H 2(p )│KOH(a =1)│O 2(p )(5) H 2(p )│H 2SO 4(a =1)│O 2(p )电动势值：()(A) 除 1 外都相同(B) 只有 2,4 相同(C) 只有3,5 相同(D) 都不同4. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是：（）(A) 2Ag(s)+Hg22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag+(B) 2Hg+2Ag+ = 2Ag +Hg22+(C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg2Cl2(D) 2Ag+Hg2Cl2 = 2AgCl +2Hg5. 电动势测定应用中，下列电池不能用于测定H2O(l)的离子积的是：（）(A) Pt,H2(p )|KOH(aq)||H+(aq)|H2(p ),Pt(B) Pt,H2(p )|KOH(aq)||参比电极(C) Pt,H2(p )|KOH(aq)|HgO(s)|Hg(l)(D) Pt,H2(p )|HCl(aq)|Cl2(p ),Pt6. 在电极与溶液的界面处形成双电层，其中扩散层厚度与溶液中离子浓度大小的关系是（）(A) 两者无关(B) 两者成正比关系(C) 两者无确定关系(D) 两者成反比关系7. 某电池反应为Zn(s)＋Mg2+(a=0.1)＝Zn2+(a=1)＋Mg(s) 用实验测得该电池的电动势E＝0.2312 V, 则电池的E 为：( )(A) 0.2903 V(B) -0.2312 V(C) 0.0231 V(D) -0.202 V 8.电极 Tl 3+,Tl +/Pt 的电势为φ＝1.250 V,电极 Tl +/Tl 的电势1$φ＝-0.336 V ，则电极 Tl 3+/Tl 的电势 φ为: ()2$3$(A) 0.305 V (B) 0.721 V(C) 0.914 V (D) 1.568 V 9. 298 K 时,在下列电池的右边溶液中加入 0.01 mol ·kg -1的 Na 2S溶液, 则电池的电动势将： ()Pt │H 2(p )│H +(a =1)‖CuSO 4(0.01 mol ·kg -1)│Cu(s)(A) 升高(B) 下降(C) 不变 (D) 无法判断 10．298 K 时,反应为 Zn(s)＋Fe 2+(aq)＝Zn 2+(aq)＋Fe(s) 的电池的E 为 0.323 V,则其平衡常数 K 为： ()(A) 2.89×105 (B) 8.46×1010(C) 5.53×104 (D) 2.35×102 二、填空题11.将反应H 2(g)+I 2(s)→2HI(aq)设计成电池的表示式为：__________________________________。

高一化学必修一电化学知识点

高一化学必修一电化学知识点电化学是物理化学的一个重要分支，研究的是化学反应与电子流动之间的关系。

在高一化学必修一中，学习电化学的知识点对于理解和掌握化学反应机理以及应用性质具有重要意义。

本文将介绍高一化学必修一电化学的重要知识点。

一、电池与电解池1. 电池电池是将化学能转化为电能的装置。

其中，主要有干电池和湿电池两类。

干电池使用固态电解质，湿电池使用液态电解质。

电池的工作原理是通过化学反应，将正极和负极之间产生电势差，使电子在外部电路中流动，以达到提供电能的目的。

2. 电解池电解池是将电能转化为化学能的装置。

在电解池中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应。

电解质被电解成离子，在电解过程中，正离子从负极移向正极，负离子从正极移向负极。

电解是通过外加电压使电子在外部电路中流动，从而引起化学反应的发生。

二、电极与电势1. 电极电极是电化学反应中的两个接触界面，分为阳极和阴极。

阳极是电子流的起点，发生氧化反应；阴极是电子流的终点，发生还原反应。

阳极和阴极之间的电子流动构成了电流。

2. 电势电势是电化学反应的驱动力，用于衡量电化学反应的方向性和强度。

电势差（ΔE）等于阳极电势减去阴极电势。

在标准状态下，电势差等于电动势（E），即电池或电解池所提供的电压。

三、电解质溶液1. 强电解质溶液强电解质溶液是指能完全电离的电解质溶液，如强酸、强碱和盐类。

在强电解质溶液中，离子浓度高，电导率大，能导电。

2. 弱电解质溶液弱电解质溶液是指只有一小部分电离的电解质溶液，如弱酸、弱碱和部分盐类。

在弱电解质溶液中，离子浓度低，电导率小于强电解质溶液。

四、电解反应1. 阳极反应阳极反应是电解质溶液中阳极处发生的氧化反应。

氧化反应通常涉及金属的丧失电子。

2. 阴极反应阴极反应是电解质溶液中阴极处发生的还原反应。

还原反应通常涉及非金属的获得电子。

五、电流计量与电解质溶液浓度1. 电流计量电流（I）是衡量单位时间内通过导体的电荷量。

大学物理化学习题课(上课)-电化学(1)

∵ KCl溶液中t+ = t- ∴ m(K+)=m(Cl-) ∴m(KCl)=m(K+)+m(Cl-)= 2 m(K+)
=m(NaCl)+ m(KNO3) m(NaNO3) = 1.510-2Sm2mol-1
m(K+)=m(Cl-)=0.7510-2Sm2mol-1 m(Na+)=m(NaCl)m(Cl-)=0.5110-2Sm2mol-1 m(NO3-)=m(KNO3)m(K+)=0.7010-2Sm2mol-1
1.360
②BHCl+大量B
0.001
1.045
③HCl(aq)
0.001
4.210
BHCl为强电解质，在溶液中全部电离为BH+和Cl-。
B为非电解质。试计算BH+ =B+H+的离解平衡常数。
解：BHCl BH++Cl- (全部电离)
BH+ c(1-)
cc B + H+
c c
K
c 2 (1 )c
度下ZnSO4的=？
解：负极：Zn(s) 2e Zn2+
正极：PbSO4 (s)+2e Pb(s)+SO42-(m-)
电池反应：PbSO4 (s)+ Zn(s)= Pb(s)+ZnSO4(m)
(1)E

E

RT 2F
ln
a(ZnSO4 )
0.5477

E

RT F
ln(
m
/
m
)
E =0.5477+0.0591lg(0.380.01)=0.4046V

物理化学_电化学

2
无论是原电池还是电解池，其共同的特点是，无论是原电池还是电解池，其共同的特点是，当外电路接通时：电路接通时：在电极与溶液的界面上有电子得失的反应发生；在电极与溶液的界面上有电子得失的反应发生；电子得失的反应发生溶液内部有离子作定向迁移运动离子作定向迁移运动。溶液内部有离子作定向迁移运动。极板与溶液界面上进行的化学反应电极反应极板与溶液界面上进行的化学反应电极反应两个电极反应之和为总的化学反应：两个电极反应之和为总的化学反应：原电池电池反应；电解池电解反应原电池电池反应；电解池电解反应电池反应
AB Ex = EN AB′
9
§7.6 原电池热力学 1. 由E计算∆rGm 计算∆ 计算
例：Zn + CuSO4 === Cu + ZnSO4 恒温、恒压、可逆条件下：恒温、恒压、可逆条件下： ∆ rGT , p = Wr′ 每摩尔电池反应所做的可逆电功为：每摩尔电池反应所做的可逆电功为：
∆rGm
电池恒温可逆放电，吸热；电池恒温可逆放电，吸热；
电池恒温可逆放电，放热。电池恒温可逆放电，放热。
11
∆r H m = − ZFE + Qr
1) 可逆原电池
反应物
2) 电池外恒压反应
产物
过程(1): 过程
∆H=－ZFE＋Qr ＋
过程(2)：过程： ∆H=Qp
过程(1)、是状态函数) 过程、(2) ∆H 相等 (因H是状态函数因是状态函数与过程有关) 但 Qr ≠ Qp (因Q与过程有关因与过程有关测E 和(∂E/∂T)p 可得到 Qp ∂ ∂
$
RT E=E − ln 2 F aZn2+ ⋅ pH2 / p$ aZn RT ln =E − 2F aZn2+

电化学知识点思维导图高一

电化学知识点思维导图高一电化学是物理化学的一个重要分支，主要研究电荷的流动和化学反应的关系。

在高一的学习中，电化学是一个必修的内容。

下面我们来探讨一下电化学这一知识点，并通过思维导图的形式，对电化学的基本概念、电化学反应、电化学电池等内容进行归纳总结。

一、电化学的基本概念电化学研究电荷的流动和化学反应的关系。

其中，电荷是指电子或离子。

电化学的基本概念包括电荷、电流、电势差、电解质和溶剂。

1. 电荷：电荷是物质所具有的一种物理特性，分为正电荷和负电荷。

正电荷的载体是离子，负电荷的载体是电子。

2. 电流：电流是电荷在单位时间内通过导体的数量，用I表示。

电流的单位是安培（A）。

3. 电势差：电势差是单位正电荷所具有的电势能差，用V表示。

电势差的单位是伏特（V）。

4. 电解质：电解质是在溶液中能够产生离子的化合物。

分为强电解质和弱电解质。

5. 溶剂：溶剂是用来溶解其他物质的介质。

在电化学中，常用水作为溶剂。

二、电化学反应电化学反应是指在电解质溶液中，通过外加电势差使电荷在电解质中自由移动，从而引发化学反应。

根据电解质溶液中氧化还原反应的特点，电化学反应分为两类：氧化反应和还原反应。

1. 氧化反应：氧化反应是指物质失去电子的反应，称为氧化剂。

氧化剂的特点是能接受电子，使物质的价态或氧化数增加。

2. 还原反应：还原反应是指物质获得电子的反应，称为还原剂。

还原剂的特点是能够捐赠电子，使物质的价态或氧化数减少。

三、电化学电池电化学电池是利用电化学反应的产生和流动的电荷来进行能量转化和储存的装置。

根据电池的工作原理和性质，电化学电池分为两类：原电池和电解池。

1. 原电池：原电池是利用化学反应直接产生电能的装置。

原电池包括电解质溶液、阳极和阴极。

著名的原电池有锌铜电池和铅酸电池等。

2. 电解池：电解池是利用电能来引发化学反应的装置。

电解池也包括电解质溶液、阳极和阴极。

在电解过程中，电荷从阳极流向阴极，引发物质的氧化还原反应。

物理化学电化学总结

物理化学电化学总结1. 引言物理化学电化学是研究化学过程中涉及电子转移的科学。

随着电子技术的发展，电化学的研究在科学和工程中扮演着重要的角色。

本文将总结物理化学电化学的基本概念、原理和应用。

2. 电化学基础电化学是研究电子转移和化学反应之间相互关系的学科。

它的基础是电解质溶液中的电离和电极上的电荷转移过程。

2.1 电解质溶液电解质溶液是指在溶解过程中离解成离子的化合物，如盐类、酸类和碱类。

在电解质溶液中，离子之间发生相互作用，并形成离子云。

这些离子可以通过电荷转移参与化学反应。

2.2 电极电极是电解质溶液中电子转移的场所。

根据电极上产生和接收电子的能力，可以将电极分为氧化剂和还原剂。

•氧化剂：具有高电子亲和性的物质，可接受电子，将其本身还原。

•还原剂：具有低电子亲和性的物质，可提供电子，将其本身氧化。

2.3 电池电池是利用化学能产生电能的装置。

它由正极、负极和电解质溶液组成。

电池中的化学反应将化学能转化为电能。

•正极：发生氧化反应的电极。

•负极：发生还原反应的电极。

3. 电化学过程电化学过程涉及到两个重要的过程：氧化和还原。

3.1 氧化反应氧化反应指物质失去电子而增加氧化态的过程。

氧化反应在正极发生，是电池中电荷转移的起点。

例如，铜（Cu）在溶液中氧化为二价铜离子（Cu2+）的反应方程式为：Cu -> Cu2+ + 2e-3.2 还原反应还原反应指物质获得电子而减少氧化态的过程。

还原反应在负极发生。

例如，二价铜离子（Cu2+）在负极还原成纯铜（Cu）的反应方程式为：Cu2+ + 2e- -> Cu3.3 电解电解是指通过外加电势将化合物分解成离子。

电解可以是非自发的，需要外加电势才能进行。

例如，将氯化钠溶液通过电解分解成氯离子和钠离子的反应方程式为：2NaCl -> 2Na+ + 2Cl-4. 应用电化学在许多领域都有广泛的应用，包括电池、腐蚀、电镀和电分析等。

4.1 电池电池是电化学最常见的应用之一。

电化学-1电化学基本概念导电机理迁移数电导率讲解

通电
阳极
前 (Pt)
阳极区
+++++
－－－－－
中间区
+++++
－－－－－
阴极区
+++++
－－－－－
阴极 (Pt)
通电后
++
－－
+++++
－－－－－
++++
－－－－
② 对任意离子B，nB(迁移) ≠ nB(电极反应)
例：n+(迁移)=3mol， n+(阴极反应)=4mol n-(迁移)=1mol， n-(阳极反应)=4mol
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2019/6/10
② 电解质 M A
M A 电离 Mz Az
∴
用 n
1
z
M A

描述电解质的物质的量
例 n(KCl)，n(1/2Na2SO4) ， n(1/3AlCl3) …
这样做的好处是：
第七章电化学 Chapter 7 Electrochemistry
电化学：物理化学的一个重要分支
内容：化学反应←→电现象。既包括热力学问题，也包
括动力学问题。
用途：
电池
化学能
电能
电解池
所以电化学系统就是电池或电解池（系统特点：由导体或半导体组成，由于带电粒子个性不同，在相间存在电位差）；为科学研究及生产过程提供精确快速的研究测定方法。
阳极区中间区阴极区
通电
阳极
+++++

物理化学-电化学

电流通过电解质溶液时，电解质溶液内部通过的电量是正、负离子共同迁移的结果，正离子向阴极迁移，负离子向阳极迁移。
通常情况下，同一电解质溶液中正离子、负离子所迁移的电量不相等，因为两种离子运动速度不相等。
电解质溶液的导电行为，可以用离子的迁移速率、离子的电迁移数以及电导、电导率、摩尔电导率和离子摩尔电导率等物理量来定量的描述。
一、离子迁移数
电迁移：离子在电场作用下而产生的运动，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移的现象称为电迁移。
在电迁移的同时，阴、阳离子（正、负）离子分别在两个电极上发生电极反应，从而两个电极附近区域，离子浓度发生变化。
假定使用惰性电极点解1-1价型的电解质溶液，设想在两个惰性电极之间有假想的界面，将溶液分为阳极区、中间区及阴极区三个部分。假定未通电前，每个区均含有正、负离子各5 mol，用+、-号代替。
阴极区中间区阳极区
-
+
++++ + ++++ + ++++ +
- ---- ----- -----
a .通电前
设离子都是一价的，当通入3F的电量时，阳极上有3 mol 负离子氧化，阴极上有3 mol正离子还原。
两电极间正、负离子共同承担3F电量的运输任务若离子都是一价的，则离子运输电荷的数量只取决于离子迁移的速度。
Cu电极： Cu2+ + 2e →Cu 还原反应，阴极正极
Fe电极： Fe - 2e → Fe2+ 氧化反应，阳极负极
电池反应： Cu2+ + Fe → Cu + Fe2+

物理化学电子课件第七章电化学基础

第二节电解质溶液
一、电导和电导率图7－4所示为几种电解质溶液的电导率与浓度的关系。
第二节电解质溶液
二、摩尔电导率
因为电解质溶液的电导率与浓度有关，因此不能用电导率来比较不同浓度、不同类型的电解质的导电能力，需要引入摩尔电导率的概念。
第二节电解质溶液
三、电导的测定
电导是电阻的倒数，因此测量电解质溶液的电导实际上是测量其电阻。测量溶液的电阻可利用惠斯通电桥，如图7－5所示。
第二节电解质溶液
第三节可逆电池及原电池热力学
一、可逆电池
（1）充电、放电反应必须可逆，即化学可逆和物质可逆，要求
（2）反应要在无限接近电化学平衡条件下进行，即可逆电池的能量转移必须是热力学可逆的，要求电池必须在电流趋于无限小（即
I 0）的状态下工作。放电时对外所做的电功和充电时消耗的电功大小相等，保证当系统恢复原状时环境也能复原，不留下任何变
第一节电化学的基本概念
三、离子的电迁移和迁移数
3. 离子迁移数 t有多种测定方法，这里主要介绍希托夫(Hittorf) 法。其原理是：分别测定离子迁出或迁入相应电极区的物质的量及发生电极反应的物质的量，然后通过物料衡算得到离子迁移数。实验装置如图7－3所示。
第一节电化学的基本概念
三、离子的电迁移和迁移数实验测定中的物料衡算思路为：电解后某离子剩余的物质的量
二、法拉第电解定律
1833年,英国科学家法拉第(Faraday)在研究了大量电解过程后提出了著名的法拉第电解定律——电解时电极上发生化学反应的物质的量与通过电解池的电荷量成正比，简称为法拉第定律，其数学表达式为:
第一节电化学的基本概念
三、离子的电迁移和迁移数
通电于电解质溶液后，溶液中承担导电任务的阴、阳离子分别向阳极和阴极移动，同时在相应的两个电极界面上发生氧化或还原作用。这种在电场作用下阴、阳离子分别向两极运动的现象称为电迁移。电迁移是电解质溶液导电的必要条件。即

物理化学课件：电化学

03 电化学动力学
电极过程速度与反应机理
总结词
电极过程速度主要取决于反应机理和反应速率常数。
详细描述
在电化学系统中，电极过程的速度通常由反应机理和反应速率常数控制。反应机理是指反应的具体步骤和相互转化的物质，而反应速率常数则是描述反应速度的常数，通常与温度和浓度有关。不同的反应机理会有不同的速率控制步骤，因此理解反应机理对于理解和预测电极过程的速度非常关键。
研究电化学方法在废气处理中的应用，如二氧化硫、氮氧化物等有害气体的去除。
土壤修复
研究电化学方法在土壤修复中的应用，如重金属污染土壤的修复、有机物污染土壤的修复等。
环境友好能源
研究电化学方法在环境友好能源开发中的应用，如燃料电池
、超级电容器等。
生物电化学
生物电化学界面
研究生物界面上的电化学过程，如生物分子电子转移、能量转换等。
稳态技术
稳态技术包括控制电流、电位或电压的方法，以及记录电流、电位或电压响应的技术。这些技术可以用来研究电极表面的吸附、反应动力学和电子转移过程等。
暂态方法与技术
暂态方法
暂态方法是指系统从一个稳态过渡到另一个稳态的过程。在电化学研究中，暂态方法通常用于研究电化学反应的动力学过程，以及电子转移机制等。
扩散传质过程动力学
总结词
扩散传质过程是电化学反应中物质传递的主要方式之一，其动力学受到物质浓度和扩散系数的影响。
详细描述
在电化学系统中，物质传递通常通过扩散来实现。扩散传质过程的动力学受到物质浓度和扩散系数的影响。当电极表面上的物质浓度低于溶液本体中的浓度时，物质会从溶液本体向电极表面扩散，从而补充电极表面上的反应物。扩散系数是描述物质扩散能力的常数，通常与物质的分子大小、形状和溶液粘度等因素有关。理解扩散传质过程的动力学对于优化电化学反应的效率和稳定性非常重要。