物理化学之电化学(一)

⑴ 通入电量 Q ； ⑵ 通电时间 t ；
⑶ 阳极上放出氧气的物质的量。
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2020/6/8
荷电粒子基本单元的选取
解法一
取基本粒子荷单位电荷：即
1 Au, 3
1 4
O
2
(1 )Q n zF 1 9 7 .0 1 .g 2 0 m g o l-1 /3 1 9 6 5 0 0C m o l 1
已知元电荷电量为 1.60221019C
F=L·e =6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C
=96484.6 C·mol-1 ≈96500 C·mol-1
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2020/6/8
• 例3：298K，标准压力下，以1A电 流电解硫酸铜溶液，析出0.1mol铜 时所需时间大约是：
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2020/6/8
2.规定
（1）电势高的为正极，电势低的为负极。
（2）电子从负极流向正极，电流从正极流向负 极。
（3）阳极氧化（失电子，化合价升高）
源自文库阴极还原（得电子，化合价降低）
阳极
阴极
原电池 （-）
（+）
电解池 （+）
（-）
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2020/6/8
5.法拉第定律：(1)法拉第定律文字表述
Faraday’s Law
a.在电极界面上发生化学变化物质的量 与通入的电量成正比。
b.若将几个电解池串联，通入一定的电荷量 后，在各个电解池的电极上发生化学变化的 物质的量都相等。
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荷二价电
阴极
2
H2 ,
Cu,
Au 3
荷三价电
阴极
3 2
H
2,
Au
阳极
1 4 O2,
1 2 Cl2
阳极
1 2 O 2 , Cl2
33
阳极 4 O 2 , 2 Cl2
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2020/6/8
荷电粒子基本单元的选取
例题： 通电于 Au(NO3)3 溶液，电流强度 I0.025A， 析出 Au(s)=1.20g。已知 M (A u)=197.0gm ol-1。 求：
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2020/6/8
1.导体的分类
(2)离子导体，如电解质溶液、熔融电解质
等。
A.正、负离子作定向移动而导电 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
*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，导电能力不高，本章以讨论电 解质水溶液为主。
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2020/6/8
例2
• 例：对于原电池来说，正确的是：
• A.正极是阴极，电池放电时，溶液中带 负电荷的离子向阴极迁移
• B.负极是阳极，电池放电时，溶液中阴 离子向正极迁移
• C.负极是阳极，电池放电时，溶液中带 负电荷的离子向负极迁移
• D.负极是阴极，电池放电时，溶液中带 负电荷的离子向阳极极迁移
7-1电化学的基本概念和法拉第定律 7-2离子的电迁移和迁移数 7-3电导 7-4强电解质溶液理论简介
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2020/6/8
7-1电化学的基本概念和法拉第定律
1、导体的分类
(1)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
Zn(S) -2e-→Zn2发生氧化作 用，是阳极。电子由Zn极流 向Cu极，Zn极电势低，是负 极。
Cu电极：
Cu2++2e-→ Cu(S) 发生还原作用，是阴极。电 流由Cu极流向Zn极，Cu极电 势高，是正极。
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(2)电解池
电极①：与外电源负极相接，
2.规定
（（44））离离子子迁迁移移方方向 向：
阴离子迁向阳极，阳离子迁向阴极 原电池：阳离子迁向阴极（正极）
阴离子迁向阳极（负极） 电解池： 阳离子迁向阴极（负极）
阴离子迁向阳极（正极）
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3.实例：(1)原电池(galvanic cell)
Zn电极：
• ③外电路自由电子定向迁移导电。
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例题1
• 用导线把电池的两极联接上。立刻产生电流， 电子的流动是从（）极[即（）极]经由导线而 进入（）极[即（）极]。在电池内部，则电解 质的正离子通过溶液向（）极迁移，负离子向 （）极迁移，与此同时， （）极上总是发生氧 化反应，（）极上总是发生还原反应。在电解 池中使物质发生氧化的极叫做（），使物质发 生还原的极叫做（）。
物理化学电子教案—第七章
一电 化 学
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的相互 转化及转化过程中有关规律的科学。
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
• A、20.2hr
B、5.4hr
• C、2.7hr
D、1.5hr
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（4）荷电粒子基本单元的选取
根据法拉第定律，通电于若干串联电解池中，每
个电极上析出物质的物质的量相同，这时，所选取的
基本粒子的荷电绝对值必须相同。例如：
荷一价电
阴极
12H2,
1Cu, 1Au 23
①
② 是负极。发生还原反应，是阴极。
Cu2++2e-→Cu(S)
电极②：
CuCl2
与外电源正极相接，是正极。 发生氧化反应，是阳极。
2Cl-- 2e- → Cl2
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2020/6/8
4.电解质溶液的导电机理:
• ①电流通过溶液是由正负离子的定向迁 移来实现;
• ②电流在电极与溶液界面处得以连续,是 由于两极上分别发生氧化还原作用时导 致电子得失形成的。
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（2）法拉第定律的数学表达式
MzzeM Az- zeA
取电子的得失数为 z，通入的电量为 Q，则电极 上发生反应的物质的量 n 为：
n
Q zF
或 QnzF
电极上发生反应的物质的质量 m 为：
mnMzQFM
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2020/6/8
（3）法拉第常数
法拉第常数在数值上等于1 mol元电荷的电量。