物理化学06章电解质溶液
物理化学电解质溶液
温度、浓度、同离子效应等。
02
电解质溶液的离子平衡
离子平衡的概念
离子平衡是指电解质溶液中正负离子浓度之间达 到相对稳定的状态。
在离子平衡状态下，正负离子的迁移速率相等， 溶液中不存在宏观电流。
离子平衡是动态平衡，当外界条件改变时，平衡 状态会发生改变。
离子平衡的建立
电解质溶解在水中后，正负离 子会受到水分子偶极的吸引，
02
电导率的计算公式为：K=σS/L ，其中K为电导率，σ为电导， S为横截面积，L为长度。
03
电导率的大小反映了电解质溶 液中离子迁移的速率和数量， 是电解质溶液的重要物理常数 之一。
电导率与浓度的关系
随着电解质浓度的增加，离子浓度也相应增加，导致电导 率增大。
在一定浓度范围内，电导率与浓度的关系呈线性关系，可 以用Arrhenius公式表示：K=K0exp(-Ea/RT)，其中K0为 常数，Ea为活化能，R为气体常数，T为绝对温度。
202X-12-30
物理化学电解质溶液
汇报人：
目 录
• 电解质溶液的基本概念 • 电解质溶液的离子平衡 • 电解质溶液的导电性 • 电解质溶液的酸碱反应 • 电解质溶液的电化学性质
01
电解质溶液的基本概念
电解质的定义
电解质
在水溶液或熔融状态下能够导电 的化合物。
导电原理
电解质在水溶液中能够电离出自 由移动的离子，这些离子在电场 作用下定向移动，形成电流，使 电解质溶液具有导电性。
02
酸碱反应速率常数的大小反映了反应的快慢程度， 可以通过实验测定或计算得出。
03
酸碱反应的速率与浓度、温度等因素有关，可以通 过改变这些因素来调控反应速率。
物理化学电解质溶液教案中的电解质溶液的物理性质与测量
物理化学电解质溶液教案中的电解质溶液的物理性质与测量一、引言电解质溶液是物理化学研究中的重要课题之一。
本文将探讨电解质溶液的物理性质以及测量方法，以帮助读者更好地了解电解质溶液的特性。
二、电解质溶液的物理性质1. 电导率电解质溶液的电导率是衡量其导电能力的重要指标。
电解质溶液中的正离子和负离子在电场作用下自由移动，形成电流。
电导率越高，说明溶液中的离子越多，导电能力越强。
电解质溶液的电导率可以通过电导计进行测量。
2. 离子浓度离子浓度是电解质溶液中离子含量的量化指标。
离子浓度越高，溶液中的离子越多，电解质溶液的电导率也会相应增加。
离子浓度的测量可以采用比色法、电位滴定法等方法。
3. 溶解度溶解度是指在一定温度下，溶剂中能够溶解的溶质的最大量。
对于电解质溶液来说，溶解度与离解程度密切相关。
高离解程度的电解质溶液具有较高的溶解度，而低离解程度的电解质溶液溶解度较低。
溶解度的测量可以利用重量法、浊度法等方法。
4. 溶液的密度电解质溶液的密度与其组成和浓度有关。
在一定温度下，溶液的密度越大，其中溶质的质量分数越高。
测量电解质溶液的密度可以采用比重瓶或密度计等仪器。
三、电解质溶液物理性质的测量方法1. 电导计测量电导率电导计是一种常用于测量电解质溶液电导率的仪器。
它利用电流传导的原理，通过测量溶液中的电流强度和电势差来计算电解质溶液的电导率。
在实验中，可以通过调节电导计的参数，如测量电流的强度和电极之间的距离，来获得准确的电导率数值。
2. 比色法测量离子浓度比色法是一种常用的测量电解质溶液离子浓度的方法。
它利用溶液中离子与特定试剂反应后产生的颜色变化来确定离子浓度。
通过比色计测量溶液的吸光度，可以根据标准曲线确定离子浓度。
3. 电位滴定法测量离子浓度电位滴定法是一种通过测量滴定过程中电极的电位变化来确定溶液中离子浓度的方法。
滴定过程中，当试剂与溶液中的离子发生反应时，电极电位会发生变化。
通过记录电位的变化情况，可以计算出离子的浓度。
物理化学(傅献彩著)06章_化学平衡
若对Henry定律发生偏差，得
B ( T ,p ,x B )B * ( T ,p ) R T ln a x ,B
B* (T, p) 不是标准态化学势
B * (T ,p )B * (T ,p)p pV B d p B * (T ,p)
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2021/5/27
6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式
理想气体混合物反应系统
Kp
B
pB p
B e
rG mRTlnKp
K p 为理想气体混合物反应系统的标准平衡常数 它仅是温度的函数,压力已指定为标准压力
下标 “p” 表示是“压力商”，以区别于其他标 准平衡常数
rGm (T) 称为化学反应标准摩尔Gibbs自由能变化值， 仅是温度的函数。
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2021/5/27
6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式
对于任意反应
d D e E g G h H
rG m rG m ( T ) R T ln ( (f fG D / /p p) ) g d ( (f fH E / /p p) ) e h
溶液中反应的平衡常数
显然，
B ( T , p , x B ) B ( T , p , m B ) B ( T , p , c B )
但是
x,B (T )m ,B (T )c,B (T )
因为对数项中的数值也都不相等。
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2021/5/27
溶液中反应的平衡常数
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物理化学第六章 电解质溶液
6-2 离子的水化作用
在水中，离子都是水化的。即离子周围的一部分水 分子受离子电场作用，可与离子一起移动。电荷越高 半径越小水化作用越强。一般阳离子的水化作用大于 阴离子。
W W W
W W － W
W + W W W
W
水化作用示意图
2012-6-28
6-3 电解质溶液的电导
电解质溶液的导电能力常用电导和电导率来描述。 一、电导的定义和单位 二、摩尔电导率和无限稀释摩尔电导率 三、电导的测量及摩尔电导率的计算
第六章 电解质溶液
谢谢！
二00九年八月
2012-6-28
1 /
( )
1 /
m (m m )
1 /
显然
a a
a m / m
γ±可测，m±可算，a±可求，a可求。
2012-6-28
三、离子平均活度和平均活度因子
例：实验测得0.01mol/kg的BaCl2溶液的γ±=0.66，求 BaCl2的a±和a。 解：m ( m m ) 1 / =(0.011×0.022)1/3=0.016(mol/kg)
2012-6-28
五、离子平均活度因子的理论计算
1923 年 ， DebyeHü ckel提出离子氛模型， 建立了强电解质溶液理 论，推导出了电解质稀 溶液中离子平均活度因 子的计算公式：
lg A Z Z I /m
离子氛示意图 + + － + － － + + － － + + － － + －
0.0025 mol/dm3 的K2SO4的溶液的摩尔电导率
第一课物理化学06章电解质溶液
⑵ t 同上
(3)
m(O2)
M
'(
3 4
O2)
n
= 3432.0197.10.2g0mgol1 0.146g
荷电粒子基本单元的选取
1mol电子电量通入H2SO4(稀)、AgNO3、CuSO4时，
相应的阴极上析出的物质的物质的量分别是1mol
(比为121H.02 08）:1，071.9m:3o1l.A8。g(s)，和1mol(
•离子的电迁移现象 •电迁移率和迁移数 •离子迁移数的测定
离子的电迁移率
离子在电场中运动的速率用公式表示为：
r U (E / l)
r U (E / l)
式中
E l
为电位梯度，比例系数 U 和 U 分别称为正、
负离子的电迁移率，又称为离子淌度（ionic mobility）
，即相当于单位电位梯度时离子迁移的速率。它的单位
1 2
Cu(
s))，其质量
在比较电解质导电能力大小时，一般以荷单位 电荷的粒子为基本单元来进行比较。
法拉第定律的意义
⒈ 是电化学上最早的定量的基本定律，揭示了 通入的电量与析出物质之间的定量关系。 ⒉ 该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。 ⒊ 该定律的使用没有什么限制条件。
6.2 离子的迁移数
强电解质摩尔电导率与浓度的关系
随着浓度下降，
升高，通常当浓度降至
m
0.001mol·dm-3 以下时，强电解质m与 c之间呈线
性关系。德国科学家 Kohlrausch总结的经验式为：
m
m
(1
c)
是与电解质性质有关的常数。将直线外推至
物理化学-09-06
电化学：研究化学化学现象和电现象之间关系的科学。
•电能和化学能转化规律
•电解质溶液的特性
电化学的实质是电子在电子导体和离子导体界面上的 传递，特别是在金属和水溶液界面的传递。
本章学习内容：电解质溶液；原电池；电解和极化
（一）电解质溶液
电解质溶液是原电池及电解池的工作介质
导电机理
电极反应 --- 法拉第定律
A B Az+ Bz可看作是正负离子的摩尔电导率之和
m
m,
m,-
m,
,
因而弱电解质的摩尔电导率
m,+
无限稀释时正负离 子的摩尔电导率
HAC NaAC HCl NaCl m m m m H + AC m m
1 定义 电导(G): 电阻的倒数
G 1 R A l
单位1S = 1-1
电导率(): 电阻率的倒数
1
电导率的定义可由下式看出
单位为 S . m-1
1 1 A A G R l l
电导率的定义示意图
A l
长度 l
电导G
面积=A
单位立方体
电导率
• 电导率相当于单位面积，单位长度的导体的电导
由m / c 计算难溶盐的溶解度
1.81104 c 1.309 102 mol m3 m AgCl 138.26 104
AgCl
§６-4电解质离子的平均活度因子及 与平均活度系数
1 平均活度和平均活度因子 电解质的浓度较大时，应用活度来进行有关计算
c /c
弱电解质对电导有贡献只是已电离的部分分子，故 解离度
物理化学中的电解质溶液理论
物理化学中的电解质溶液理论电解质溶液理论是物理化学中的一个重要分支，在化学和生物化学领域中有着广泛的应用。
它主要研究电解质溶液中的离子、溶剂和溶液中的现象及其相互关系。
电解质溶液理论包括电离平衡、电导率、溶解热、渗透压、溶解度、活度系数等多个方面，涉及数学、化学和物理等多个学科知识。
1.电离平衡在电解质溶液理论中，电离平衡是非常重要的概念。
电离平衡指的是电解质在水中溶解时，电离成离子的平衡状态，通俗地说，就是离子和未离子的相对浓度保持不变的状态。
其中，离子浓度与本身浓度和电离程度有关，未电离部分的浓度则由溶解度决定。
电离平衡的两个特征是平衡常数和解离度。
平衡常数指的是在电解质溶液中，电离反应的反应速率相等时，浓度比例的平衡常数。
解离度是指溶液中一个电解质所能释放的带电粒子的数量。
2.电导率电导率是电解质溶液中电流通过的能力的物理性质。
在电解质溶液中，离子作为带电粒子，能够与电场发生作用，使电流通过。
电导率是指单位距离内所包含的电解质中离子数与电流比例的倒数。
电导率随着温度的变化而变化，一般来说，温度越高电导率越高。
3.溶解热和焓在电解质溶液中，溶解热是一个重要的物理化学概念。
溶解热是指让一个电解质固体溶解在水中所需的热量。
在溶解过程中，离子与离子之间相互作用会发生变化，当离子中的分子与溶剂中的分子之间相互作用能量足够大时，这种相互作用便会破坏把固体形态的离子转化为水溶液形态。
4.渗透压电解质溶液中的渗透压是指浓度梯度下流体的渗透行为，其大小取决于溶液中的溶质浓度和温度。
人体内的细胞，需要维持一定的细胞内环境平衡，而渗透压是影响细胞的一大因素。
如果渗透压梯度过大，代谢的正常运转就会受到影响。
5.溶解度和活度系数溶解度是指在一定温度下，溶液中能溶解的物质的最大量。
在电解质溶液中，溶解度是根据离解平衡的比例来计算的。
活度系数指的是在溶液中，一定浓度的溶质实际浓度与理论预期浓度的比值，它的大小是对离子化程度的度量。
电解质溶液课件
欢迎来到本节课程，今天我们将会深入学习有关电解质溶液的基础知识，从 而更好地理解这一科学领域。
什么是电解质溶液
1
定义
电解质溶液是指在水中能够导电的溶液，其中电解质通过在水中能够完全离解分为强电解质、弱电解质和不完全电离电解质。
3
性质
电解质溶液具有比非电解质溶液更加复杂的物理化学性质，如比热、密度和折射率等。
电解质在应用于医疗保健、 能源和化工领域时，表现出 不同的化学和物理性质。
电解质溶液的实验 方法
通过电导率测量、浓度计算 和化学反应等实验方法，可 以更好地观察和学习电解质 溶液的性质。
通过多种不同的布局方式， 可以使演示课程内容更具吸 引力和趣味性。
许多日常消费品，如清洁剂、口腔漱口液 和浴室用品等，也都含有电解质溶液成分。
总结和要点
电解质溶液的基础 知识
电解质溶液是指能导电的溶 液，其中的电解质以离子的 形式存在。
电解质溶液具有一些独特的 物理化学性质，如电导率、 密度和比热等。
电解质溶液的多重 分类
电解质可以按照离子浓度、 电荷、半径和完全离解部分 等因素进行分类。
电解质溶液的浓度计算
摩尔浓度
摩尔浓度是指溶液中溶质摩尔数与溶液体积 的比值，通常用mol/L来表示。
体积浓度
体积浓度是指溶液中溶质体积与溶液总体积 的比值，通常用mL/L或mL/mL来表示。
质量浓度
质量浓度是指溶液中溶质质量与溶液体积的 比值，通常用g/L或mg/mL来表示。
百分浓度
百分浓度是指溶液中溶质质量与溶液总质量 的比值，通常用%来表示。
电解质溶液的应用
1 医疗保健
2 能源领域
许多医用溶液都是电解质溶液，如盐水和 葡萄糖溶液等，可以帮助人体保持水分和 电解质的平衡。
物理化学中的电解质溶液理论
物理化学中的电解质溶液理论电解质溶液是指在水或其他溶剂中，化学反应中不完全溶解的化合物，也称为弱电解质。
溶液中的化合物电离成正离子和负离子，因此具有电导性和电化学特性。
在物理化学领域，电解质溶液理论是研究电解质分子和离子在溶液中行为的重要基础。
电解质溶液的基本特性电解质溶液的性质取决于物种的浓度和成分，其中最重要的特征是电离度。
电离度指的是化合物分子在溶液中变为正离子和负离子的度量，通常用β表示。
在一个离子稀释度很高的溶液中，溶解度小的离子分子通常被认为具有完全电离。
但是，在高浓度下，电离度会像理想的电解质那样，显著降低。
这类似于质量作用的逆变化。
对于非理想性溶液，电离度通常用Debye-Hückel理论来解释。
这个理论基于溶液中电荷的相互作用和远距离效应。
Debye-Hückel理论Debye-Hückel理论是20世纪早期开发的一种描述准简笔化电解质溶液的理论，通常应用于低浓度溶液。
它基于溶液中离子和分子的相互作用，并构建了电离的自由能与密度的关系。
这个理论是基于1941年出版的书Quantum Chemistry的量子化学理论，与20世纪60年代开发的量子电荷动力学方法是相似的。
Debye-Hückel理论表明，在弱电解质含量较低时，离子与分子之间的相互作用可以在溶液中造成离子的不同电荷分离，使得电离度大大降低。
因此，在低浓度时，电离度接近完全，而在高浓度时，离子的电离度则随着浓度的增加而降低。
此外，该理论涉及到溶液组成和温度的影响，以及离子速度和电导率等物理化学参数。
普朗克-巴西娅-克朗门–方程普朗克-巴西娅-克朗门–方程描述了电解质溶液的离子时空动态行为，这对于研究电离度、离子传输速率、热力学属性和光谱学是至关重要的。
该方程基于三个主要假设：离子在溶液中是相对自由的、电力线是均匀的和场量子论基础可以用来描述离子的行为。
普朗克-巴西娅-克朗门–方程是以下方程的组合：∇^2ψi(r,t)= −(zi/eϵr)+ (D/RT) ∑j≠i(ci,cj) zi(F(r)−F(r))/(rij),其中︰ψi是带电离子i在时间t的电势;∇^2是Laplace算子；zi是离子i的电荷;e是元电荷（即最小电荷单元）;ϵ是相对介电常数的电容率;r是位置向量;D是离子扩散系数;c是离子浓度以及热力学条件的一部分;R是普朗克常数，T是温度;F(r)是离子在时间t的处于r的离子荷场能;rij是i到j的距离。
物理化学实验-电解质溶液的电导-数据处理
数据处理1.计算电导池常数。
κ=Kcell·G 即：Kcell=0.14083 S·m-1x420Ω=59.1486 S·m-1·Ω2.计算各浓度醋酸的电导率。
由κ=Kcell·G，κ（难溶盐）=κ（溶液）-κ（H2O）（Kcell=79.1465 S·m-1·Ω，纯水的电导率κ=5.5x10-6 S·m-1）得：3．计算醋酸和氯化钾在各浓度下的摩尔电导率。
对HAc：由（2）已经求出HAc在不同浓度的电导率，再根据公式：∧m=κ/c，（C HAc=0.1425mol·l-1）对KCl根据公式κ=Kcell·G，∧m=κ/c（Kcell=79.1465 S·m-1·Ω，C KCl=0.01 mol·l-1）4.计算醋酸在各浓度下的解离度α。
已知25℃时∧m∞=0.03907 S·m2·mol-1 ，在计算各解离平衡常数。
根据弱电解质的解离度：α=∧m/∧m∞，Kc=ca2/（1-a）得：5.以c∧m对1/∧m作图，从直线的斜率求Kc。
由c∧m=（∧m∞）2Kc·1/∧m-∧m∞·Kc 得0.00002 =（∧m∞）2KcKc=1.31x10-26.以KCl溶液的∧m对c1/2作图，外推法求∧m∞，并与文献值比较。
由∧m=∧m∞-A·C KCl½得∧m∞= 0.0156S·m2·mol-17.写出KCl溶液的摩尔电导率与浓度的关系式。
根据（6）可以得知，KCl溶液的摩尔电导率与浓度的关系式:∧m =0.0156 -0.0005·C KCl ½。
物理化学电解质溶液-课件
( 1 ) Q z F 1 9 6 5 0 0 C m o l 1 0 . 0 1 8 3 m o l = 1 7 6 6 C
(2 )tQ I0 .1 0 7 2 6 56 C C s 17 .0 6 1 0 4s
1 (3)m (O 2)0.0183m ol4M (O 2)
电极上的反应次序由离子的活泼性决定
在电解池中，都用铜作电极
阳极上发生氧化作用
-
- 电源 +
e-
+
e-
Cu
Cu
C u (s ,电 极 ) C u 2 a q 2 e
阴极上发生还原作用
C u2aq2e C u(s)
电极有时也可发生反应
CuSO4
电解池
总反应△rGT,p>0
结论
由以上可归纳出两点结论：
1900年，吉尔伯特（S. W. Gilbert ）发 现摩擦静电，人们开始认识电现象。
1799年，伏打（A. Volta）设计伏要电池， 给用直流电进行研究提供了可能。
1807年，戴维（H. Davy）用电解法制备 出金属钠和钾，标志电化学产生。
1833年，法拉第（M. Faraday）提出法拉 第定律，为电化学定量研究和电解工业奠定 了理论基础。
（2）原电池：能够实现化学能转化为电 能的电化学装置。
注意：电解池和原电池可能是一套装置， 如充电电池。
电化学装置的电极命名
电化学装置不论是电解池还是原电池， 电极的命名通常有如下形式：
（1）正极、负极。
（2）阴极、阳极。
注意：习惯上，电解池用阴极、阳极命 名；原电池用正极、负极命名。
正极、负极
物理化学电解质溶液教案中的电解质溶液的胶体与胶体溶液
物理化学电解质溶液教案中的电解质溶液的胶体与胶体溶液背景介绍：物理化学是研究物质的基本性质和变化规律的学科，而电解质溶液是其中一个重要的研究对象。
在电解质溶液中，存在着两种特殊的溶液，即胶体和胶体溶液。
本文将从胶体的定义、特性以及胶体溶液的构成和性质等方面进行介绍与讨论。
一、胶体的定义与特性胶体是由两种或两种以上的物质组成的混合物，在溶剂中形成的非晶态或类晶态的微细颗粒分散体系。
胶体的特性主要有以下几个方面：1. 粒径小：胶体颗粒的尺寸通常在1到100纳米之间，这使得胶体呈现出乳白色或半透明的外观。
2. 分散稳定性：胶体颗粒能够在溶液中长时间保持分散状态，不易沉淀和聚集。
3. 散射性：胶体溶液对可见光的散射现象明显，可以观察到光束的散射和光的透射。
4. 不可透过滤膜：胶体颗粒的大小远大于溶液中的传统溶质，因此胶体溶液无法通过过滤膜。
二、胶体溶液的构成和性质胶体溶液是由胶体颗粒和溶剂组成的，它具有一些特殊的性质和行为。
以下是胶体溶液的构成和性质的讨论：1. 稳定性：胶体溶液的稳定性是指胶体颗粒在溶剂中保持分散状态的能力。
胶体颗粒表面带有电荷，这些电荷能够与溶液中的离子相互作用，形成电双层或电荷屏障，阻止颗粒的聚集。
2. 吸附性：胶体溶液中的胶体颗粒具有吸附其他物质的能力。
这是由于胶体颗粒表面的活性位点能够与其他物质形成吸附层。
3. 光学性质：胶体溶液对光的散射和吸收能力较强，使得胶体呈现出特殊的光学性质，如乳白色或半透明的外观。
4. 浊度：胶体溶液的浊度是指溶液中可见光的散射程度。
浊度的大小与胶体溶液中的胶体颗粒的浓度和粒径有关。
结论：物理化学电解质溶液教案中的电解质溶液的胶体与胶体溶液是一个重要的内容。
通过本文的介绍与讨论，我们了解到胶体是由两种或两种以上物质组成的混合物，具有粒径小、分散稳定性、散射性和无法通过滤膜等特性；胶体溶液是由胶体颗粒和溶剂组成的，具有稳定性、吸附性、光学性质和浊度等性质。
物理化学电解质溶液教案中的电解质溶液的扩散与迁移
物理化学电解质溶液教案中的电解质溶液的扩散与迁移电解质溶液的扩散和迁移在物理化学中占据重要地位，它们是电解质溶液中离子迁移的基本过程。
本文将以电解质溶液的扩散和迁移为主题，介绍相关概念、理论和应用。
一、电解质溶液的扩散电解质溶液的扩散是指溶液中离子在浓度梯度作用下的自发迁移过程。
扩散的驱动力是浓度梯度，而扩散速率与溶质的性质、温度以及溶液中其他物质的影响有关。
1. 扩散的基本概念扩散是物质自发迁移的过程，它是从浓度高的区域向浓度低的区域进行，直至达到平衡。
扩散过程中，离子通过溶液中的间隙和空隙移动，与溶质之间相互碰撞，从而实现扩散。
2. Fick定律Fick定律是描述扩散过程的定律，它包括Fick第一定律和Fick第二定律。
Fick第一定律表示的是扩散通量与浓度梯度之间的关系，即：J = -D(dC/dx)其中，J表示扩散通量，D表示扩散系数，dC/dx表示单位浓度梯度。
Fick第二定律表示的是扩散浓度的变化与时间和空间的关系，即：∂C/∂t = D∂²C/∂x²其中，∂C/∂t表示单位时间内浓度的变化率，∂²C/∂x²表示单位长度内浓度梯度的变化率。
3. 扩散系数的影响因素扩散系数的大小与溶质的性质、温度和溶液中其他物质的影响密切相关。
溶质的性质：溶质的分子量、溶质与溶剂之间的相互作用力、溶质的电荷性质等都会影响扩散系数的大小。
温度的影响：温度升高会增加溶液中分子的运动速度，从而提高扩散速率，因此，温度的增加会增大扩散系数。
溶液中其他物质的影响：溶液中存在其他溶质或溶剂时，它们与溶质之间的相互作用力会影响扩散系数的大小。
二、电解质溶液的迁移电解质溶液的迁移是指电解质在电场作用下的运动过程。
电解质的迁移速率与电解质离子的电荷量、溶液的浓度、电场强度及电解质本身的性质有关。
1. 电迁移率电迁移率是描述电解质迁移速率的物理量。
电迁移率的大小与电解质离子的电荷量、电场强度和溶液的浓度有关。
电解质溶液1.ppt
电解质.溶液中以分子为主
HAc
H++Ac-
弱电解质的电离方程式
(1)弱电解质在水溶液中的电离是部分可逆的，
用
连接
(2)多元弱酸的电离是分步可逆的，用分步电离 方程式表定条件(如温度、浓度) 下,当电解质分子电离成离子的速率和 离子重新结合生成分子的速率相等时， 电离过程就达到了平衡状态，这叫做 电离平衡。
练习一
写出下列物质的电离方程式 （1） HClO H++ClO（2） KHSO4 =K++H++SO42（3） CaCO3 =Ca2++CO32（4） Cu（OH）2 Cu2++2OH-
教学目的和要求
介绍了解电解质和非电解质、 强电解质和弱电解质的概念。
理解电解质的电离平衡概念，加 深对动态平衡的认识。
理解导电性强弱与电解质强弱的 关系。
一、强电解质与弱电解质
物质
混合物
既不是电解质也 不是非电解质
单质 纯净物
化合物 非电解质 电解质 强电解质
弱电解质
1.电解质和非电解质：
电解质 HCl HNO3
H3PO4 CH3COOH
H2CO3
解离度 α
解离度 92% 92% 27% 1.32% 0.17%
>30% 强电解质 5~30% 中强电解质 <5% 弱电解质
3.外界条件对电离平衡的影响： 1）温度：电离是吸热过程 温度升高，电离平衡正向移动 2）浓度： 稀释促进电离 电解质分子和离子浓度改变
Al（OH）3
强电解质
弱电解质
结构特点 离子化合物,某些含 另一部分含有极性 极性键的共价化合物 键的共价化合物
物理化学电解质溶液PPT课件
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5.2.3强电解质溶液电导率、摩尔电导率与浓度
电导率、摩尔电导率都是衡量电解质溶液导电能 力的物理量。溶液的浓度和电导率、摩尔电导率有着 什么样的关联呢？
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1.电导率与浓度的关系
强电解质溶液:κ随C的增加而升 高。当C增加到一定程度后，离 子相互作用加强，离子运动速率 降低，κ也降低，如H2SO4和 KOH溶液。
:离子迁移速率
d E : 电势梯度
dl
式中U称为离子淌度，其物理意义是电势梯度为单 位数值时的离子迁移速率，其单位是m2·V-1·s-1。
离子淌度与离子的本性（离子半径、所带电荷）以 及溶液的黏度及温度有关。
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通入4mol 电 量 2.离子迁移数
迁移过程：q+ ＋│q－│ ＝ q
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q V 1 q V
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通入4mol电量
迁移过程：q+ ＋ │q－│＝q
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q V 3 q V
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定义：电解质溶液中各种离子的导电份额或导电百分数， 用tB 表示，tB无量纲。
def
tB
qB / q
qB—B种离子传输的电量 q—通过溶液的总电量
对于只含有一种正离子和一种负离子的电解质溶 液而言，正、负离子的迁移数分别为
tqq q
tqq q
t+ + t- = 1
迁移数与淌度间的关系为
tUU U
tUU U
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离子迁移率反映出离子在一定电场条件下 的定向移动的快慢程度；
迁移数反映出离子承担运载电量的比例； 离子迁移率越大，该离子的迁移数就越大；
物理化学电解质溶液教案中的电解质的溶解度与溶解度积
物理化学电解质溶液教案中的电解质的溶解度与溶解度积电解质溶液是指溶液中含有可离解成离子的物质。
在物理化学教学中，电解质溶液的溶解度和溶解度积是两个重要的概念。
本文将介绍电解质溶液的溶解度和溶解度积的含义、计算方法以及影响因素等内容。
一、电解质溶液的溶解度电解质溶液的溶解度是指在一定温度下，在充分搅拌条件下，溶液中能够溶解的电解质的最大量。
一般用溶解度符号（S）表示，单位为mol/L（摩尔/升）。
电解质溶液的溶解度与溶质本身的性质和温度有关。
对于一种电解质AB，其溶解度可以用如下的方程表示：AB(s) ⇌ A⁺(aq) + B⁻(aq)溶解度（S） = [A⁺] × [B⁻]其中，[A⁺]为溶质A⁺离子的浓度，[B⁻]为溶质B⁻离子的浓度。
二、电解质溶液的溶解度积电解质溶液的溶解度积（K_sp）是指在给定温度下，电解质溶液中离解的阳离子和阴离子的浓度乘积。
对于一种溶解度为S的电解质，其溶解度积可以表示为：K_sp = [A⁺] × [B⁻]溶解度积是反映电解质在溶液中溶解程度的一个重要指标。
当离子浓度满足溶解度积的大小时，电解质溶液达到饱和状态，不再溶解新的电解质。
三、计算溶解度和溶解度积1. 已知溶解度求溶解度积已知电解质的溶解度S，可以通过溶解度方程计算溶解度积：K_sp = S × S2. 已知溶解度积求溶解度已知电解质的溶解度积K_sp，可以通过溶解度方程求解溶解度：S = √(K_sp)四、影响电解质溶液溶解度与溶解度积的因素1. 温度温度对电解质的溶解度和溶解度积有显著影响。
一般情况下，随着温度的升高，溶解度和溶解度积都会增大。
2. 离子浓度离子浓度是影响电解质溶液溶解度和溶解度积的重要因素。
当溶液中的其他电解质浓度较高时，可导致电解质溶液的溶解度降低。
3. 共存离子效应溶液中有其他电解质共存时，会影响溶质的溶解度和溶解度积。
共存离子可以通过离子间相互作用、水合效应等方式改变电解质溶液的溶解度。
物理化学课件61章电解质溶液
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 I 0.025 A ，
析出 Au(s)=1.20 g 。已知 M(Au)=197.0 g mol-1。 求：
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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荷电粒子基本单元的选取
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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。
电解池(electrolytic cell)
电极①：
与外电源负极相接，是负极。
发生还原反应，是阴极。
①
②
Cu2++2e-→Cu(S)
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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-
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
1 11
2 H2,
Cu, 2
Au 3
荷二价电
阴极 H2 ,
荷三价电
Cu,
2 Au 3
阴极
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3 2 H2 , Au
阳极
1 4
O2
,
1 2
Cl2
阳极
1 2 O2 , Cl2
33
阳极 4 O2 , 2 Cl2
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离子的电迁移现象
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离子的电迁移现象
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离子的电迁移率
离子在电场中运动的速率用公式表示为：
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⒊电分析 ⒋生物电化学
电化学研究内容
电解质溶液 电化学 原电池（可逆过程） 极化作用（不可逆过程）
（一） 电解质溶液
6.1电解池、原电池和法拉第定律 6.2离子的电迁移和迁移数 6.3电导率和摩尔电导率 6.4离子独立运动定律和离子的摩尔电导率 6.5电导测定的应用 6.6电解质离子的平均活度与平均活度系数
Au 3e Au 3 3 H 2O 3e O2 3H 2 4
按照法拉第定律第二条,有:
3
3 n( Au ) n( O2 ) 4
(1) Q nzF 1.20 g 3 96500 C mol1 M ( Au) = 1763 C
⑵ t 同上
(3) m(O2 ) M ' ( 3 O2 ) n 4 1.20 g = 3 32.0 0.146g 1 4 197.0 g mol
正极、负极
正极： 电势高的极称为正极，电流从正极
(缺电子)
流向负极。
负极： 电势低的极称为负极，电子从负极
流向正极。
（富电子）
阴极、阳极 发生还原作用的极称为阴极，在原 电池中，阴极是正极；在电解池中， 阴极是负极。
阴极：
(得电子)
阳极： 发生氧化作用的极称为阳极，在原
(失电子)
电池中，阳极是负极；在电解池中， 阳极是正极。
Anion Anode
Cation Cathode
法拉第定律的文字表述
Faraday’s Law
⒈ 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,即Q ∝ n。 ⒉ 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
2 2 3
4
2
荷二价电
阴极
荷三价电 阴极
2 H 2 , Cu, Au 3
1 阳极 O 2 , Cl 2 2
3 H 2 , Au 2
阳极
3 3 O 2 , Cl 2 4 2
荷电粒子基本单元的选取 例题一： 通电于 Au(NO3 )3 溶液，电流强度 I 0.025 A ， 析出 Au(s)=1.20 g 。已知 M(Au)=197.0 g mol-1 。 求： ⑴ 通入电量 Q ； ⑵ 通电时间 t ； ⑶ 阳极上放出氧气的质量。
① ②
与外电源负极相接，是负极。 发生还原反应，是阴极。 Cu2++2e-→Cu(S)
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-
电解质溶液导电机理
电解质溶液导电过程包括:电极反应;电解质 溶液中正负离子的定向迁移.
离子迁移方向： 阴离子迁向阳极 阳离子迁向阴极
质量与其摩尔质量成正比。
法拉第常数
法拉第常数在数值上等于1 mol元电荷的电量。 已知元电荷电量为 1.6022 1019 C
F=L· e =6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C
=96484.6 C· mol-1
≈96500 C· mol-1
法拉第定律的数学表达式
1 z M z
元电荷为单位,电子的得失数z为1，
1 1 (Z M z ) e ( Z M)
使1 mol的 M(s)沉积,当反应进度为1mol时，需通入 电荷量为F.则一般反应进度ξ时，
1 Z
Q nF F （n
1 M z
1
z
M
）
电极上发生反应的物质的质量 m 为：
1 m nM ` Q M `(M ` Z M) F
(2) t Q 1763 C 7.05104 s I 0.025 A
(3) m(O2 ) M ' ( 1 O ) n 4 2 1.20 g = 1 32.0 0.146 g 4 197.0 g mol1 /3
荷电粒子基本单元的选取
解法二
3 取基本粒子荷3个基本电荷：即 Au， O2 4
原电池(galvanic cell) Zn电极：
Zn(S)→Zn2++2e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。
电解池(electrolytic cell) 电极①：
6.1 电解池、原电池和法拉第定律
（1）基本概念
（2）法拉第定律
两类பைடு நூலகம்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
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
两类导体
⒉ 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，导电能力增大 D.导电总量分别由正、负离子分担
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, 1 O 2
3 4
1 3 1 Au e Au 3 3 1 1 H 2O e O2 H 2 4
按照法拉第定律第二条,有:
1 1 n( Au ) n( O2 ) 3 4
g 96500 C mol1 (1) Q nF 1.20 M (1 Au) 3 = 1763 C
法拉第定律的数学表达式
M z 为单位,电子的得失数为z，
Mz z e M
使1 mol的M(s)沉积,当反应进度为1mol时，需通入 电荷量为zF.则一般反应进度ξ时，
Q nzF zF
电极上发生反应的物质的质量 m 为：
Q m nM M zF
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 1 1 1 1 1 H 2 , Cu, Au 阴极 阳极 O 2 , Cl2
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。
电解
电能
电池
化学能
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。 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。