电化学原理及应用.ppt

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电化学原理PPT课件

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(saturated calomel electrode,SCE) 6.导线;7. Hg;8.纤维
以标准氢电极的电极电势为标准,
可以测得SCE的电势为0.2415V。
.
21
对电极(辅助电极)
对电极一般使用惰性贵金属材料如铂丝等, 以免在此表面发生化学反应,用于与工作 电极形成回路。
.
22
电化学工作站
.
17
电化学三电极系统
• 工作电极(Working electrode) • 参比电极(Reference electrode) • 对电极(Auxiliary electrode)
.
18
工作电极
滴汞电极(极谱法) 铂电极 金电极 碳电极 热解石墨(PG)
玻碳(GC) 碳糊 碳纤维
.
19
参比电极
.
9
电分析成为独立的方法学
• 三大定量关系的建立 1833年法拉第定律Q=nFM 1889年能斯特W.Nernst提出能斯特方程
1934年尤考维奇D.Ilkovic提出扩散电流方程 Id = kC
.
10
近代电分析方法
(1) 电极的发展:化学修饰电极、超微电极 (2) 多学科参与:生物电化学传感器 (3)与其他方法联用:光谱-电化学、HPLC-EC、
1753年,俄国著名电学家利赫曼为了验证
富兰克林的实验,不幸被雷电击死,这是
做电实验的第一个牺. 牲者。
4
电化学的发展史
1791年, 意大利伽伐尼的青蛙实验 (电化学的起1799年, 伏特堆 (伏特电池/原电池的雏形)
.
6
电化学的发展史
1807年, 戴维电解木灰(potash)和苏打(soda), 分别得到钾(potassium)和钠(sodium)元素

《电化学基础》课件

《电化学基础》课件

电化学反应速率
总结词
电化学反应速率描述了电化学反应的快 慢程度,是衡量反应速度的重要参数。
VS
详细描述
电化学反应速率与参与反应的物质的浓度 、温度、催化剂等条件有关。在一定条件 下,反应速率可由实验测定,对于一些特 定的电化学反应,也可以通过理论计算来 预测其反应速率。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是描述电化学反应速率的重要参数,它反映了电化学反应的内在性质。
详细描述
反应速率常数与参与反应的物质的性质、温度等条件有关。在一定条件下,反应速率常数可以通过实验测定,也 可以通过理论计算得到。反应速率常数越大,表示该反应的速率越快。
反应机理
总结词
电化学反应机理是描述电化学反应过程中各步骤的详细过程和相互关系的模型。
详细描述
电化学反应机理可以帮助人们深入理解电化学反应的本质和过程,从而更好地控制和优化电化学反应 。不同的电化学反应可能有不同的反应机理,同一电化学反应也可能存在多种可能的反应机理。 Nhomakorabea05
电化学研究方法
实验研究方法
01
重要手段
02
实验研究是电化学研究的重要手段,通过实验可以观察和测量电化学 反应的过程和现象,探究反应机理和反应动力学。
03
实验研究方法包括控制电流、电位、电场等电学参数,以及观察和测 量电流、电位、电导等电化学参数。
04
实验研究需要精密的实验设备和仪器,以及严格的操作规范和实验条 件控制。
01
02
03
电池种类
介绍不同类型电池的制造 过程,如锂离子电池、铅 酸电池、镍镉电池等。
电池材料
阐述电池制造过程中涉及 的主要材料,如正负极材 料、电解液、隔膜等。

《应用电化学》课件

《应用电化学》课件
主要为便携式电子设备、电动车 和混合动力汽车等提供动力。
燃料电池应用
主要用于为电动车和无人机等提 供长续航能力。
电池与燃料电池的优化
电池优化
提高能量密度、降低成本、提高安全 性是当前的研究重点。
燃料电池优化
提高效率和降低成本是主要的研究方 向,同时还需要解决氢储存和运输的 问题。
THANKS
感谢观看
通过优化电化学检测器件的响应范围,拓 宽电化学生物传感器的检测范围,使其能 够检测更多种类的目标物质。
降低交叉干扰
微型化和便携化
在生物分子识别元件的设计和制备过程中 ,应尽量避免交叉干扰,提高电化学生物 传感器的特异性。
通过改进制造工艺和材料选择,实现电化 学生物传感器的微型化和便携化,使其更 适用于现场检测和实时监测。
电流流动
02
03
腐蚀速率
在腐蚀过程中,电流在金属表面 流动,导致金属原子或分子的损 失或转移。
腐蚀速率取决于电流密度、电极 反应动力学和反应物质的扩散速 度等因素。
电化学腐蚀类型
宏电池腐蚀
由于金属表面存在电位差异, 形成微电池,导致金属的损失

微电池腐蚀
金属表面微小的电位差异导致 微小的电流流动,引起金属的 损失。
质。
电解反应原理
电解反应涉及电子的传递和离子 的迁移,在电极上发生氧化或还
原反应,生成相应的产物。
电解过程的分类
根据电解反应的类型和电极反应 的不同,电解过程可分为分解、
合成、电镀、电解冶炼等。
电解过程的应用
工业生产
电解过程广泛应用于工业生产中,如电解炼铜、电解铝、氯碱工 业等,通过电解反应将原料转化为产品。
应用电化学的原理

电化学工作站原理及应用(ppt)

电化学工作站原理及应用(ppt)

Hg|Hg2SO4|SO42-
H g 2 S O 4 2 e 2 H g S O 4 2
0
RT 2F
ln aSO42
亚汞不稳定,高温时易变成Hg2+,受温度影响大。防止Hg2SO4水解,应选 高浓度的SO42-,<40℃。
参比电极
常见的参比电极
③ 汞-氧化汞电极;
Hg|HgO|OH-
H g O H 2 O 2 e H g 2 O H
形状:例如天津第一电镀厂,要镀12 t的轴(直径1.2 m,长 :12 m),怎么做呢?
就在地下挖个大坑,把轴吊在坑里并转动,转动的目的是减小浓差极 化,四周为辅助电极,如下图所示:
⑥ 恒电位测量中,电解池的内阻要小。
参比电极
作用:比较。 本身电位的稳定。 应具备的条件 ① 可逆电极(浓度不变,电位不变);
两类溶液体系
1.被测体系 研究电极所处的溶液体系。
2.测量体系 参比电极所处的溶液体系。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
1.2.1 电解池/容器
是装电解质溶液、WE、CE所用,是一种容器,要求稳 定性好,不溶出杂质,不与电极物质、电解液发生反应,大 部分无机电解质是玻璃的,强碱电解液例外,具体要求如下 : ① 化学稳定性高; ② 体积适中
2.三电极电化学池
工作电极(WE) 参比电极(RE) 对或辅助电极(counter
or auxiliary electrode, CE)
对电极 通气口
工作电极 34号磨口塞
出气口
14号磨口塞 鲁金毛细管
加入的电极叫做参比电极,它的作用是为了 测量进行这些反应的电极电位的一个基准电 极。
④ 气体电极:要注意气体的入口和出口

电化学原理及应用-PPT课件

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【变式1】(2010·江苏卷)下图是 一种航天器能量储存系统原理 示意图。下列说法正确的是( )
A.该系统中只存在3种形式的能量转化 B.装置Y中负极的电极反应式为: O2+2H2O+4e- 4OH- C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置X、Y形成的子系统能实 现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转 化
解析:图2是原电池,其中A(负极)电极反应式为: BH-—8e-+8OH- BO+6H2O,B(正极)电极反应式为: H2O2+2e- 2OH-,故Na+应往正极区迁移,A错B对;
C 项 所 对 应 的 情 况 是 Zn - C - ZnSO4 原 电 池 ( 吸 氧 腐 蚀),负极(Zn板)电极反应式为:Zn-2e- Zn2+,正极 (铅笔)电极反应式为:O2+4e-+2H2O 4OH-,C对;
3.对于二次电池反应,需要看清“充电、放电” 的方向,放电的过程为原电池,充电的过程为电 解池。 4.电解质溶液中的离子(如H+、OH-),若电极反 应的产物能与之反应,则要写在反应式中。
【典型例题1】 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结 构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( B) A.该电池能够在高温下工作 B.电池的负极反应为: C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2↑+24H+ C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移 D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成 标准状况下CO2 44.8 L
答案:A、B
与原电池正极相连的电极为电解池的 阳极,与负极相连的电极为电解池的阴极。 在阳极处为阴离子放电,在阴极处为阳离 子放电,根据题中的现象,可以得出阴、 阳极,进而得出正、负极。
【变式2】(2011·苏锡常镇二模)图1是在金属锌板上贴 上一张用某溶液浸湿的滤纸,图2是NaBH4/H2O2燃料 电池;

应用电化学PPT课件

应用电化学PPT课件

应用电化学发展趋势与挑战
发展趋势
随着新能源、环保等领域的快速发 展,应用电化学在能源存储与转换、 环境电化学等方面呈现出广阔的应 用前景。
挑战
应用电化学面临着电极材料性能、 反应机理、稳定性等方面的挑战, 需要加强基础研究和应用创新。
学生自我评价与建议
自我评价
通过本课程的学习,我对应用电化学有了更深入的了解,掌握了基本的电化学 知识和实验技能,但在理论理解和实践应用方面还需加强。
03
CATALOGUE
电化学应用技术
电镀与电沉积技术
电镀原理
通过电解作用在金属表面沉积一层金属或合金,以改善其表面性 能。
电镀种类
包括镀铬、镀锌、镀金、镀银等多种类型,广泛应用于机械制造、 电子电器等领域。
电沉积技术
利用电化学原理在导体或半导体表面沉积金属、合金或化合物,制 备具有特定功能的薄膜材料。
通过测量电解过程中电流-电压曲线 变化,对环境中的污染物进行定性和 定量分析。
06
CATALOGUE
电化学实验方法与技术
电化学实验安全知识
实验室安全规则
必须遵守实验室各项安 全规定,注意防火、防 爆、防毒等。
仪器安全使用
使用电器设备时,应注 意防止触电和短路;使 用高温设备时,应防止 烫伤和火灾。
应用电化学PPT课件
CATALOGUE
目 录
• 引言 • 电化学基础知识 • 电化学应用技术 • 电化学在能源领域的应用 • 电化学在环境领域的应用 • 电化学实验方法与技术 • 课程总结与展望
01
CATALOGUE
引言
电化学概述
电化学是研究电与化学变化之间 相互关系的科学,涉及电能与化
学能之间的转换。

熔盐电化学原理与应用课件

熔盐电化学原理与应用课件

电导率、摩尔电导率与温度的关系可用阿累尼乌斯关系 式表示: K = K0 exp(-Wk/RT);∧m= ∧0 exp(-W∧/RT)
式K0中、W∧0K都和是W与∧分温别度代无表关电的导常率数、。摩尔电导率活化能,而 上述式子两边取对数后都能转换成直线方程式。
如: log ∧m=log ∧0 –
熔盐的基本性质
熔盐熔化后离子排列近程有序
离子晶体排列是有序的;对于熔盐来说只在 近程时是有序的,而在远程时其有序排列就 消失;气相则完全是无序的。因此,在熔点 附近的熔体结构接近于固体。
熔盐熔化后配位数减少
碱金属卤化物配位数为6的固体盐,熔化之后 的配位数则为4~5。
熔盐结构与性质
➢ 熔盐结构介乎固态和气态之间,虽然固体和气 体的结构都有比较成熟的研究,但是液态 结构理论尚有待进一步阐明;高温熔体的 种类繁多,它与常温下的水溶液结构又有 所不同,加上高温实验技术上的困难,因 此目前还未能建立起一个统一的熔盐结构 理论。
熔盐电导与结构
第二族中,电导的大小顺序与第一族相反,电导随着阳 离子半径增大而依次增大:
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 Λm(S·cm2) 0.086 28.8 51.9 55.7 64.6 为了解释碱土金属这种现象,认为这种盐分两步解离:
第一步 第二步
MCl2 = MCl+ + ClMCl+ = M2+ + Cl-
W 2.303 RT
从直线的斜率可求出相应的活化能;活化能数值的大小, 表征出离子迁移的难易。当温度改变引起熔盐结构发生 变化时,上述直线关系可能出现偏离。
熔盐电导与温度
纯熔盐的电导一般随温度升高而增加,电导的温度系数

电化学原理及其应用.ppt

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(2)试写出充电时的阳、阴极反应式
阳极:__P_b_S_O__4+__2_H_2_O_-_2_e_-__=_P_b_O__2 _+__4_H_+_+_S_O__42_-____ 阴极:__P__b_S_O_4__+_2_e__- _=_P_b___+__S_O_4_2_-_____________
( C )6. 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐 水制氯气。已知铅蓄电池放电时发生如下反应:
Pb+PbO2+4H++2SO42-
2PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
放电时:正极的电极反应式是
;电解液中
H2SO4的浓度将变 ;当外电路通过1mol电子时, 理论上负极板的质量增加 g。
3、 把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸溶液
中,用导线两两相连,若A、B相连时,A为负
通电
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+ Cl2↑
电镀池知识小结
定义
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属 或合金的过程。
装置 条件 电极
待镀品
Cu
CuSO4溶液 (1)待镀金属作阴极;(2)镀层金属作阳极;
(3)电镀液必须含有镀层金属的离子。
同电解池(略)
电极反应
阴极:电镀液中金属离子得到电子,发生还原反应; 阳极:金属电极失去电子,发生氧化反应。
C.CuSO4溶液的pH值逐渐减小 D.CuSO4溶液的pH值不变
•X Y •
Pt
Cu
a
b
CuSO 溶液
NaCl和酚酞溶液
燃料电池
新型电池中,电极的导电材料一般多孔的金属板,负极是 通入还原剂的一方,正极是通入氧化剂的一方。 如:氢氧燃料电池,电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液:

电化学工作站ppt课件

电化学工作站ppt课件
4
国别 英国 意大利 荷兰 美国 美国 美国 德国 美国 德国 美国 澳大利亚 美国 法国
1.2 三电极体系
研究电极上电子的运动是电 化学反应的基础,为了分别 对电池或电解池的阴极,阳 极发生的反应进行观察需用 到三电极体系。
加入的电极叫做参比电极, 它的作用是为了测量进行这 些反应的电极电位的一个基 准电极。
9
常用的电化学测试方法技术为: 电流分析法(也称为计时安培法)、差分脉冲
安培法(DPA)、差分脉冲伏安法(DPV)、循环 伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、常规脉 冲伏安法(NPV)、方波伏安法(SWV)等。
10
电化学实验控制参数:
✓ 初始电位
✓ 终止电位
✓ 扫描速度
✓ 扫描方向
✓ 扫描周期数或 单方向扫描
2
1.1电化学工作站的基本概述 电化学工作站在电池检测中占有重要地
位,它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交 流阻抗分析仪有机地结合,既可以做三种 基本功能的常规试 验,也可以做基于这三 种基本功能的程式化试验。在试验中,既 能检测电池电压、电流、容量等基本参数, 又能检测体现电池反应机理的交流阻抗参 数,从而完成对多种状态下电池参数的跟 踪和分析。
被测定的电极叫做工作电极, 与工作电极相对的电极叫做 辅助电极。
在三电极法中为了能够在测 定研究电极和参比电极之间 电压同时,又能任意调节研 究电极的电位,最理想的设 备为具有自动调节功能的恒 电位仪。
5
1.3 恒电位仪、恒电流仪的基本概念 恒电位仪是电化学测试中最重要的仪器
之一,其性能的优良直接影响电化学测试 结果的准确度。由它控制电极电位为指定 值,以达到恒电位极化的目的。若给以指 令信号,则可使电极电位自动跟踪指令信 号而变化。 恒电流仪也是电化学测试中最重要的仪 器之一,其原理与恒电位仪类似。

应用电化学电化学理论基础PPT课件

应用电化学电化学理论基础PPT课件
电化学脱硝技术
利用电化学方法将废气中的氮氧化物转化为氮气和水等无害物质。
重金属离子回收技术展示
01
电镀废液处理
通过电解作用将废液中的重金属 离子还原为金属单质,实现重金 属的回收和废液的净化。
02
电池回收技术
03
电化学冶金技术
利用电化学方法将废旧电池中的 重金属离子提取出来,实现资源 的再利用。
通过电解作用从矿石或冶金废渣 中提取金属或其化合物,实现资 源的综合利用。
燃料电池类型
详细介绍质子交换膜燃料电池 (PEMFC)、固体氧化物燃料电池 (SOFC)、碱性燃料电池(AFC)等 主流燃料电池的特点及应用领域。
锂离子电池工作原理及性能评估
锂离子电池工作原理
深入解析锂离子电池的充放电过程,包括锂离子在正负极之间的 嵌入和脱出机制。
电池性能评估指标
介绍锂离子电池性能评估的主要指标,如能量密度、功率密度、 循环寿命、安全性等。
迁移过程
离子在电场作用下的定向移动,形成 电流。
界面现象及双电层结构
界面现象
不同相之间的界面上发生的特殊现象,如吸附、润湿、电毛细现象 等。
双电层结构
电极与电解质溶液界面上的电荷分布结构,包括紧密层和分散层。 紧密层内电荷密度高,分散层内电荷密度逐渐降低。
02
应用电化学领域概述
能源转换与储存技术
06
总结回顾与拓展思考
关键知识点总结回顾
电化学基本概念
包括电解质、电极、电位等核心概念的定义与性 质。
电化学体系分析
介绍不同类型电化学体系的组成、工作原理及应 用,如原电池、电解池和腐蚀电池等。
电化学反应原理
阐述电化学反应的基本过程,包括电荷转移、物 质传递和界面反应等。

电化学应用ppt课件

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电镀技术原理及应用领域
电镀技术原理
电镀是利用电解原理在某些金属表面 上镀上一薄层其它金属或合金的过程, 利用电解作用使金属或其它材料制件 的表面附着一层金属膜的工艺。
电镀技术应用领域
电镀技术广泛应用于机械制造、轻工、 电子等行业,如提高零件的耐磨性、 导电性、抗腐蚀性及增进美观等作用。
电化学沉积技术制备薄膜材料
应用
金属元素测定,有机物分析等。
库仑分析法
原理
通过测量电解过程中所消耗的电量进行定量 分析。
特点
准确度高,重现性好,但仪器价格较高。
分类
恒电流库仑法和恒电位库仑法。
应用
痕量物质测定,环境监测等。
伏安法与极谱法
原理
通过测量电解过程中电流-电压曲线 进行定量分析。
分类
线性扫描伏安法、循环伏安法、方波 伏安法等;经典极谱法和现代极谱法 (如示波极谱法)。
电化学合成纳米材料是利用电化学方法在 电极表面或溶液中合成纳米材料的过程, 通过控制电位、电流、温度等参数,可以 制备出不同形貌和尺寸的纳米材料。
VS
纳米材料制备方法
电化学合成纳米材料的方法包括模板法、 脉冲电沉积法、循环伏安法等,这些方法 具有操作简单、反应条件温和、易于控制 等优点。
其他新型电化学合成技术介绍
通过电场作用,驱动土壤中的污染物向电极移动并富集,实现土 壤修复的效果。
电热修复技术
利用电加热原理,提高土壤温度并促进污染物挥发或降解,达到 土壤修复的目的。
电化学淋洗技术
通过电化学反应产生的淋洗液对土壤进行淋洗,去除土壤中的污 染物并实现土壤修复。
感谢您的观看
THANKS
电解质
含有自由离子的导体,可以是固体、 液体或气体。
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28
4.4.2电镀
电镀是应用电解的方法将一种金属镀到另一种金属零 件表面上的过程.。被镀金属作阴极,镀层作阳极。
4.4.3电抛光及电解加工
电抛光的原理是在电解过程中,利用金属表面上凸出 部分的溶解速率大于金属表面上凹入部分的溶解速率, 从而使金属表面平滑光亮。 把抛光工件作阳极,铅板 作阴极,二者之间间距较大,电解液为含磷酸、硫酸 和铬酐的溶液,不流动。 电解加工:模具作阴极,两极间距小,电解液流动
4.4.4阳极氧化
29
4.5金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀与防护
4.5.1金属腐蚀 化学腐蚀:形成原电池 电化学腐蚀: 金属发生在大气、土壤及海水和电解质溶液中 析氢腐蚀:钢铁暴露在潮湿空气中 吸氧腐蚀:钢铁处于弱酸或中性介质且氧气足 4.5.2防护 作业:1-10题
30
紧密层
金属界面
•••••-
26
产生分解电压的原因为何?
可以从电极上的氧化还原产物进行分析。在电 解硫酸钠溶液时,阴极上析出氢气(2H++2e-=H2), 阳极上析出氧气2OH-=H2O+0.5O2+2e-,而部分氢 气和氧气分别吸附在铂表面,组成了氢氧原电池:
•(一)Pt|H2|Na2SO4(0.100mol·dm-3)|O2|Pt(+)
划分依据 氧化态和还原态物质的状态 具体类型 第一类
金属或吸附某种惰性金属放在含有该元素离子的溶液 中构成;
第二类:金属与难溶盐或难溶氧化物; 第三类:惰性材料,运输电子
9
4.2电极电势 电极电势
4.2.1电极电势的产生 4.2.2电极电势的测量 4.2.3影响电极电势的因素 4.2.4电动势与吉布斯自由能变的关系 4.2.5电极电势的应用
b
备注:
a,b代表电极反应方程式中相应物质的化学计量系数; 若有纯固态、纯液体和水等物质参与电极反应,则不能 列入能斯特方程。
问题:
E(电极)与方程式的写法?
例题:P80-81
18
4.2.4 电动势E与△rGm的关系
条件 等温、等压条件下 化学能全部转化为电功 公式推导 θ -△rGm=Wmax=QE=ZFEθ θ θ △rGm=- ZFE 例题: P82
•K Ca Na Mg Al Zn Te Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
15
饱和甘汞电极
导线
KCl溶液
Hg2Cl2
Hg
Pt丝
16
4.2.3影响电极电势的因素 影响电极电势的因素
⒈电极电势的大小取决于: 电极电势的大小取决于:
⑴构成电极的物质自身性质; ⑵溶液中离子的浓度; ⑶气态物质的分压,温度; ⑷物质状态;
2
本章学习要求
本章教学时数: 5学时 学时。 本章教学时数: 5学时。 本章学习的主要要求可分为以下几点: (1)了解 电极电势的概念;摩尔吉布斯能变△rGm与原电 池电动势、△rG 与氧化还原反应平衡常数的关系; 电解的基本原理及在工程实际中的某些应用;金 属腐蚀及防护原理。 (2)理解掌握 能用能斯特方程式进行有关计算。能应用电极 电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧 化还原反应自发进行的方向和程度。
M(s) 双电层
Mn++ne-
⑴金属越活泼或溶液中金属离子浓度越小 溶解大于沉积,金属表面带负电荷 ⑵金属越不活泼或溶液中金属离子浓度越大 溶解小于沉积,金属表面带正电荷 金属平衡电极电势 金属本性、盐溶液浓度、温度
12
4.2.2电极电势的测量 电极电势的测量
由于无法直接测定单个电极电势的绝对 值,而只能用电位计测出两电极的电动 势,因此,为了能够比较出所有电极电 势的大小,就必须选择一个电极。并规 定其E(电极电势)=0。 标准氢电极。 饱和甘汞电极
⒉能斯特(Nernst)方程 能斯特( )
aO+zebR
17
RT C (O ) C E (电极) = E(电极) + ln ZF C (R ) C θ
θ
( (
θ a
b
) )
C (O ) C 0 . 0592 V E (电极 ) = E (电极) + lg Z C (R ) C θ
θ
( (
θ
) )
a
20
例1 下列三个电对中,在标准条件下哪个是最 强的氧化剂?若其中的E MnO4 -(或KMnO4)改为 在pH=5.00的条件下,它们的氧化性相对强弱次 序将发生怎样的改变? • E(MnO4-/Mn2+)=+1.507V • E(Br2/Br-)=+1.066V • E(I2/I-) +0.5355V )=+0.5355V 结果 •MnO4-(pH=1.00) > Br2 >I2 •Br2>MnO4-(pH=5.00,1.034)>I2 例题2:P80[4.3]
13
标准氢电极
Pt
CH+=1mol.l-1
14
具体测量 测定其它电极的标准电极电势时,可将 标准态的待测电极与标准氢电极组成原电 池,测定原电池的电动势,即可确定。 测定时,首先要确定正负极,一般可以 确定在金属排列顺序氢以后的金属与氢电 极组成原电池时,氢电极为负极,待测电 极为正极;反之,氢电极为正极,待测电 极为负极。
3
4.1原电池(Electrochemistry Cell)
引入
A.Volta于1800用一对金属锌盘与银盘固定在盐 水浸泡的硬纸上,当手接触这两个金属时,感觉 有微弱电流通过;1836年英国化学家J.F.Daniell 发展了A.Volta的工作,形成了原电池。
Ⅰ定义
使化学能变为电能的装置称为原电池 。
22
例题[4.8] 例2 计算Sn+Pb2+=Sn2++Pb反应的标准平衡常数, 并分析该反应能进行的程度(298.15K时)。 当溶液中Sn2+浓度等于Pb2+浓度的2.41倍时
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4.3化学电源 化学电源
定义
借自发的氧化还原反应将化学能直接转变为电 能的装置叫做化学电源 化学电源。 化学电源
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Ⅱ氧化还原反应方向的判断 氧化还原反应方向的判断 E>0; θ θ △rGm=- ZFE<0 Ⅲ氧化还原反应进行程度的衡量 公式推导1 θ 由△rGm=- ZFEθ θ △rGm=-RTlnKθ θ RTlnK = ZFEθ 也可由电动势进行推导 aA(aq)+bB(aq)=gG(aq)+dD(aq) 平衡时,E=0
该原电池的电子流方向与外加直流电源电子流 的方向相反。因而至少需要外加一定值的电压以 克服该原电池所产生的电动势,才能使电解顺利 进行。
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Ⅱ超电势
电解时电解池的实际分解电压E(实)与理论分解电压 E(理)之差(在消除因电阻所引起的电压降和浓差极化的情 况下)称为超电压 超电压E(超),即: E(超)≈E(实)-E(理) 超电压 浓差极化 浓差极化是由于离子扩散速率缓慢所引起的。它可以通 过搅拌和升高温度使离子的扩散速率增大而使之减小。 电化学极化 是由电解产物析出过程中某一步骤(如离子的放电、原 子结合为分子、气泡的形成等)反应速率迟缓而引起电极 电势偏离平衡电势的现象。即电化学极化是由电化学反 应速率决定的。
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θ
4.2.5电极电势的应用
Ⅰ氧化剂和还原剂相对强弱的比较
判据
E越小,则该电对中的还原态物质是越强的还原剂;其对应的氧 化态物质是越弱的氧化剂。若E越大,则该电对中氧化态物质是 越强的氧化剂,其对应的还原态物质就是越弱的还原剂。
具体判断方法
标准态:以标准电极电势判断 非标准状态
当E相差较大,且不受酸碱影响时,可应E直接比较; 含氧酸盐,在介质酸性H+浓度不为1mol·dm-3时须计算再进行比较。
实例
0.100mol·dm-3Na2SO4溶液按图4.8的装置进行电解 ,通 过可变电阻R调节外电压V,从电流计A可以读出在一定 外加电压下的电流数值。 当接通电流后,可以发现,在外加电压很小时,电流很 小;电压逐渐增加到1.23V时,电流增大仍很小,电极上 没有气泡发生;只有当电压增加到约1.7V时,电流开始 剧增,而以后随电压的增加,电流直线上升。同时,在 两极上有明显的气泡发生,电解能够顺利进行。
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4.2.1电极电势的产生 电极电势的产生
电极电势的定义
构成原电池的两极各自具有的不同电极电势。 用E(正)和E(负)表示。
原电池的电动势 两电极的电极电势之差称为原电池的电 动势。E=E(正)-E(负) 电极电势的产生 电子运动方向和电流方向
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动态平衡
当金属浸入其盐溶液存在两个不同的动态平衡
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eA -Zn KCl饱 和溶液 胶冻 +Cu
Zn2+ SO42-
Cu2+ SO42-
铜-锌原电池
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Ⅳ原电池的图示(cell diagram)表示 原电池的图示( ) 1负极(anode)写左边,正极(cathode)写右边;
2按顺序从左到右依次排列各个相的组成及相态; 3单实线(single vertical real line)表示相之间的界 面,双虚线(double vertical broken line)表示“盐 桥”; 4溶液应注明浓度,气体应注明分压; 5若含有两种离子参与电极反应,用逗号分开; 6当无金属参与反应,用惰性电极Pt或C; 7有g(纯)、l (纯)或s (纯) ,则应写在惰性电极一边。
电化学原理及应用
Chapter 4 Electrochemistry
李泽全
化学化工学院
本章内容提要
本章从氧化还原反应出发,简单介绍原 电池的组成、半反应式以及电极电势的 概念,着重讨论浓度对电极电势的影响 以及电极电势的应用:比较氧化剂还原 剂的相对强弱,判断氧化还原反应进行 的方向和程度,计算原电池的电动势等。 介绍电解池中电极产物及电解的应用, 电化学腐蚀及其防护的原理。
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