物理化学之电化学(一)

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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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2020/3/29
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

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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2020/3/29
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。
Zn电极:
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,
解质水溶液为主。
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2020/3/29
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)
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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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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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
• A、20.2hr
B、5.4hr
• C、2.7hr
D、1.5hr
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2020/3/29
(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, 2
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2020/3/29
(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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(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。
1Au 3
荷二价电
阴极 H2 ,
荷三价电
Cu,
2 Au 3
阴极
3 2
H
2,
Au
阳极
1 4
O
2
,
1 2
C
l2
阳极
1 2 O 2 , Cl2
33
阳极 4 O 2 , 2 Cl2
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2020/3/29
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:
物理化学电子教案—第七章


电解
学 电能
化学能
电池

()
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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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2020/3/29
第七章电化学(一)
(一)电解质溶液
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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2020/3/29
荷电粒子基本单元的选取
解法一
Fra Baidu bibliotek
取基本粒子荷单位电荷:即
1 Au, 3
1 4 O2
(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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2020/3/29
• 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:
• ③外电路自由电子定向迁移导电。
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2020/3/29
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()。
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2.规定
(4)离子迁移方向:
(4)离子迁移方向 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)
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2020/3/29
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
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