李狄版电化学原理-第一章-绪论
电化学-第一章绪论(极力推荐)
1.1 什么是电化学
B. 广义 所电 与分 所 发化 电， 谓 生学 的是 电 现就 关研 化 象是 系究 学 的研 的物 即 科究 科质 是 学带 学或 化 。电 。化 学 界 学的 面 反一 上 应部
John O’M Bockris
1.1 What is Electrochemistry?
Electrochemistry is a branch of chemistry that studies chemical reaction which take place in a solution at the interface of an electron conductor (a metal or a semiconductor) and an ionic conductor (the electrolyte ), and which involve electron transfer between the electrode and the electrolyte or species in solution.
1833，M. Farady: Law of Electrolysis 1887，S.A. Arrhenius: Electrolytes 1889，W.H. Nernst: Nernst Equation 1923，P. Debye & E Huckel : Debye–Hü ckel theory 1924, Heyrovský: Polargraph 1936, A. Tiselius: Electrophoresis.
Science to study the relation between electric (electron) and chemical
电化学原理第四版李荻课件(一)
电化学原理第四版李荻课件(一)
电化学原理第四版李荻课件
教学内容
•电化学的基本理论与原理
•电化学实验与应用
•电化学反应动力学
•电化学工艺
教学准备
•《电化学原理第四版李荻课件》
•电化学实验器材与试剂
•计算机及投影仪
教学目标
•理解电化学的基本概念与原理
•掌握电化学实验和应用技术
•了解电化学反应动力学的基本理论和方法
•能够应用电化学原理解决工程问题
设计说明
本课件以《电化学原理第四版李荻》为参考，内容进行整理与梳理，并结合相关实例和案例分析以增加学生对电化学的理解和兴趣。
教学过程
1.引言
–介绍电化学的定义和研究领域
–激发学生对电化学的兴趣
2.电化学基本理论与原理
–基本电化学概念和术语
–电化学电势和电流的基本关系
–电极反应和电解
–电化学平衡与动力学
3.电化学实验与应用
–电化学测量技术和实验器材介绍
–电化学实验方法和步骤
–电化学应用领域和案例分析
4.电化学反应动力学
–电化学反应速率与机理
–电化学动力学方程与实验设计
–电化学反应速率常数和表观活化能的计算
5.电化学工艺
–电镀、电解、电池和腐蚀等电化学工艺的原理和应用
–工业中的电化学工艺案例分析
课后反思
本节课的教学效果较好，学生对电化学的基本概念和原理有了较深的理解，能够运用所学知识解决一定的电化学问题。
但部分学生对于动力学方程和实验设计仍存在疑惑，需要进一步巩固和加强。
下节课将深入讲解电化学反应动力学和相关实验操作。
电化学原理第一章+绪论 PPT课件
电子 流向
导线
负极 →正极
电源负极→电解池阴极 电解池阳极→电源正极
电化学体系的定义
The definition of the electrochemical system
电极反应：电极/溶液界面（两类导体界面）发生 的电化学反应。
电化学反应：在电化学体系中发生的氧化还原反应。 电化学体系：两类导体串联组成的，在电荷转移
3．贾铮、戴长松、陈玲编著：《电化学测量方法》，化学工业出版社 ，2006。
4．努丽燕娜、王保峰主编：《实验电化学》，化学工业出版社，2007 。
5．郭鹤桐编著：《电化学教程》，天津大学出版社，2000。 6．胡会利、李宁主编：《电化学测量》，国防工业出版社，2007。 7．查全性等编：《电极过程动力学导论》（第二版），科学出版社，
金属腐蚀的种类
The types of metal corrosion
种类 化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
例如 电流
金属与非电解质 等直接发生化学 反应
2Fe＋3Cl2＝2FeCl3
无
不纯金属或合金跟 电解质溶液接触发 生原电池反应
钢铁腐蚀
有微弱的电流
本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化
相互 关系
化学腐蚀、电化学腐蚀常同时发生
(2)在金属表面覆盖保护层 ——电镀、油漆、钝化等
(3)电化学保护法 ——牺牲阳极的阴极保护法、 外加直流电源的阴极保护法
1.3 电化学科学的发展简史和发展趋势
1.3.1电化学科学的发展简史 1.3.2 电化学的发展趋势
1.3.1电化学科学的发展简史
brief development history of electrochemical science
第一章 电化学基础
2. 特殊的异相催化反应
3. 氧化、还原反应等当量进行
4. 氧化、还原反应相互独立又相互制约
（电子数，时间）
1.3 法拉第定律
1mol电子的个数6.022x1023 阿伏伽德罗常数——NA 1个电子的电量1.6x10-19C ——e 1mol电子的电量为96500C
什么是电化学？
Cu - 2eCu2+ + 2eCu2+ Cu
e
阳极
+ V
阴极
Cu
e
Cu
在两类导体界面间 进行的有电子参加的化 学反应，称为电极反应 或电化学反应。
Cu2+
CuSO4
什么是电化学？
正是由于世界上存在着电流通过两类 导体的系统，并且出现了一些列与之相关 的问题需要研究，才形成了电化学这样一 门科学。
在荷兰的Westervoort示范的 100kW的常压式SOFC系统 美国西屋公司220kW管式SOFC 发电站， 2002，
电解和电镀工业
电化学传感器
丹麦Radiometer ABL800 全自动血气分析仪
1.2 基本概念及电化学反应特点
电极：与第二类导体相接触的第一类导体 电极体系：第一类导体与第二类导体相接触所构 成的体系 电化学装置：两个或两个以上电极、溶液、容器、 附件所构成的装置
H2O(l)H2(g)+½O2(g) G =237.2 kJmol-1
基本概念
正极：电势高的电极 负极：电势低的电极 阴极：发生还原反应的电极 阳极：发生氧化反应的电极
电池
阳极
1.1 V 盐 桥
+
阴极
Zn
电化学第1章绪论
以硅为基础材料，技术成熟、 效率高，但成本较高。
薄膜太阳能电池
使用薄膜材料代替硅片，降低 成本，但效率相对较低。
染料敏化太阳能电池
利用染料吸收太阳光并产生电 流，具有低成本、高效率的潜 力。
有机太阳能电池
使用有机材料作为光电转换层 ，具有柔性、可大面积制备等
优点。
05 电化学在环境领域的应用
电化学界面的复杂性问题
电化学界面涉及多种物理和化学过程，其复杂性给电化学研究带来 了很大的挑战。
电化学的未来发展方向
新型电池技术的研发
开发新型电池技术，如固态电池、锂硫电池等，以提高电池的能量密 度和安全性。
电化学储能技术的应用拓展
将电化学储能技术应用于更多领域，如智能电网、电动汽车、可穿戴 设备等。
06 电化学在材料领域的应用
电镀与电沉积技术
电镀
利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其他金属或合金的过程，以改变材 料表面的物理和化学性质，如提高耐腐蚀性、增强硬度、改善导电性等。
电沉积
通过电解过程在导体或半导体表面上沉积金属、合金或化合物的技术，可用于 制备纳米材料、薄膜、涂层等。
电化学腐蚀与防护技术
电化学在环境科学中的应用
利用电化学原理和技术处理环境问题，如废水处理、大气污染治理等。
电化学与生物技术的交叉融合
将电化学技术与生物技术相结合，开发新型的生物电化学传感器和生 物燃料电池等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
通过测量电极系统在不同频率下的交流阻抗 ，研究电极过程的电化学性质和界面结构。
电化学模拟与计算
电极过程模拟
利用数学模型模拟电极反应过程，预 测反应速率、电流密度和电位分布等 参数。
现代电化学-第1章电化学基础
身边的电化学
手机、计算器、手提电脑、照相机、摄像机等的电池，汽车的蓄电池，燃料电池－化学电源，利用电化学原理制备的电化学品
电
*
煤气（CO）报警器，交警检测司机喝酒量的检测 器，糖尿病人监测血液中葡萄糖含量的检测仪－电 化学传感器 钢铁厂、纺织厂、化工厂、制药厂以及矿山 等排放废水中氰、砷的处理；生活污水，造纸 厂、印染厂、食品及酿酒厂废水中有机耗氧物的 处理，医院污水中病菌、病毒和寄生虫卵等致病 微生物的处理－环境电化学
*
材料科学与化学工程学院 王贵领
现代电化学
参考资料
电化学方法：原理和应用（第二版）：巴德等，2005
电化学原理（修订版）或（第三版）李荻
电极过程动力学导论（第三版），查全性，2002
*
第1章：电化学基础
1.1 什么是电化学
电化学是研究化学能和电能之间相互转化以及相关的 定律和规则的科学。 电化学是研究离子导体的物理化学性质以及电子导体 （金属、半导体）和离子导体（电解质溶液、熔盐、固 体电解质）之间的界面上所发生的各种伴有电现象的反 应过程的科学。
38岁的男子在一次袭击中脑部受伤，6年来，他的肢体一直没有做出过任何有意义的动作,美国韦尔－康奈尔医学院的尼古拉斯·希夫博士领导的研究小组在该男子的脑中植入了数个电极，通过开、关电极来进行一种深度脑刺激治疗，经过6个月治疗，他已经可以用短促但能听得见的声音讲话。
电化学在生物和医学中应用的突破
1.3 电化学基础
中国此次行动其实是为了寻找公海资源，而美国等媒体主要也是因为自己“没抢着”才有了对中国的这番横加指责。
对于国际公海中的资产其实是“谁先占到谁就拥有开采权”，形象地说，中国这次就是“家长为孩子找食儿”的行为，是为“80后”、“90后”开发寻找新资源矿产的行为。
李狄版电化学原理-第一章-绪论
1、 298 K时， 0.005 mol· kg-1 的 CuSO4 和 0.005 mol· kg-1 的 ZnSO4溶液的离子平均活度系数分别为
,1和 ,2，则有（
A ,1= ,2；
）。
B ,1＞ ,2；
C ,1＜ ,2；
D ,1≥ ,2。
电化学原理
Fundamentals of Electrochemistry
第一章
一. 不同的导电回路
绪论
1.1 电化学科学的研究对象
电子导电回路 Electronic Circuit
电解池回路 Electrolytic Cell
原电池回路 Galvanic Cell
1、电子导电回路
载流子：自由电子 凡是依靠物体内部自由电 子的定向运动而导电物体， 即载流子为自由电子（或 空穴）的导体，叫电子导 体，也称第一类导体。 电子导电回路：由第一类 导体（导线、灯丝）串联 组成。
三. 电化学研究的内容
伴有电现象发生的化学反应的科学
第一类导体（物理学）
第二类导体（经典电化学）
两类导体界面性质与效应（现代电化学）
1、 第一类导体的载流子是（ ）， 第二类导体 的载流子是（ ），两类导体导电方式的转化是 通过（ ）实现的。 2、 电解池回路是由（ 串联组成， ）导体和（ ）导体
m m m
v
v
1
v
0.2 0.1
2
1
3
0.159
α γ m 0.159 0.453 0.0720
1.5.3. 离子强度定律
电化学理论与方法 第一章 绪论
（4）化学修饰电极与电化学传 感器 修饰后的电极可以实现对特 定分子、离子的高选择性检测。 利用化学修饰电极已经制备出 多种电化学传感器。例如，以 葡萄糖氧化酶修饰电极为基础 的葡萄糖传感器已经试用与糖 尿病的检测和治疗检测中。 （5）新型电化学制备技术 （6）量子电化学
二十世纪前叶，电化学学科发展出现滞缓， 其主要原因是用“平衡体系”考虑不可逆
的电化学过程，亦即过多依赖于Nernst 方
程（用于平衡热力学体系）。
直到1950年后，电化学中的动力学问题才
得到重视。新材料、新体系、新方法的利 用，对电化学的发展作用越来越大。
二、电化学发展趋势
发展趋势：
i）向交叉领域发展: 有机电化学、生物电化学、光 谱电化学、量子电化学等等。 ii）向微观发展: 从原子、分子水平上研究电化学体 系。并进一步向上拓宽至纳米尺度，向下拓宽至 单分子 (单原子) 水平 纳米电化学的兴起。
学工业出版社, 2005年.
第1章 绪论
电化学科学的研究对象 电化学科学的应用 电化学的发展简史和发展趋势
1.1 电化学科学的研究对象
一、三种导电回路及导电机理 1、电子导电回路
第一类导体（电子导体） 依靠物体内部自由电子的 定向运动而导电的物体， 即载流子为自由电子（或 空穴）的导体。如：金属、 合金、石墨及某些固态金 属化合物。
2、电解池回路
第二类导体（离子导体）： 依靠物体内的离子运动而导电 的导体。如：电解质溶液、熔 融态电解质和固体电解质。
以镀锌为例分析：
正极（锌板）上发生氧化反应：
Zn→Zn2++2e 4OH-→2H2O+O2↑+4e
负极（镀锌）上发生还原反应：
电化学原理第四版李荻课件
THANKS
感谢您的观看。
05
CHAPTER
超级电容器技术与应用
利用电极与电解质界面形成的双电层或电极表面快速可逆的氧化还原反应来储存能量。
基本原理
充电速度快、功率密度高、循环寿命长、温度范围宽、绿色环保等。
特点
优点
能量密度高、充放电速度快等。
工作原理
通过电极表面快速可逆的氧化还原反应来储存能量，电极材料通常采用金属氧化物或导电聚合物。
充电过程
正极板上的二氧化铅和负极板上的铅在电解液的作用下，分别生成硫酸铅和水，同时有电子在外电路中流动，形成充电电流。
放电过程
硫酸铅和水在正极板和负极板上分别还原成二氧化铅和铅，同时有电子在外电路中流动，形成放电电流。
镍镉电池
01
以氢氧化镍作为正极，氢氧化镉作为负极的一种碱性蓄电池。具有大电流放电特性好、耐过充和过度放电等优点，但存在记忆效应和环保问题。
在放电过程中，铝阳极与水和电解质中的氢氧根离子发生反应生成氢氧化铝和氢气，同时释放出电子产生电流；空气中的氧气在阴极接受电子被还原成氢氧根离子。充电时，逆向反应进行，氢氧化铝得电子被还原成铝沉积在阳极上。
优缺点
铝空气电池具有高的理论比能量、低成本和环境友好等优点；但是存在铝阳极自腐蚀、氢氧化铝沉积等问题导致电池性能衰减。
铂、钯等贵金属具有良好的催化活性和稳定性，广泛应用于燃料电池、有机合成等领域。
铂族金属催化剂
通过合金化可以改善贵金属的催化性能和降低成本，如铂钌合金、铂铑合金等。
贵金属合金催化剂
纳米级贵金属催化剂具有高比表面积和优异的催化活性，应用于电催化、光催化等领域。
贵金属纳米催化剂
03
非贵金属氮化物催化剂
电化学原理
第 一 章 绪论
§1.1电化学科学的研究对象 §1.2电化学科学的发展简史 §1.3电化学科学涉及的领域 §1.4电化学科学的应用
§1.1 电化学科学的研究对象
• 研究对象： 电子导电回路 电解池回路 原电池回路
1、电子导电回路
• 自由电子跨越相界面 定向运动，不发生化 学变化。
• 第一类导体： 依靠自由电子导电 金属、合金、石墨
阴极上因为还原反应使电子贫乏，电位高，是 正极。
电流从正极流向负极。
电化学中：
发生氧化反应的电极称阳极
负极
正极
发生还原反应的电极称阴极
电极电位较高的电极是正极
电极电位较低的电极是负极
4、电化学科学的研究对象
电子导电相（物理学研究范畴） 离子导电相（经典电化学研究的领域） 界面效应（现代电化学研究内容）
二、电化学发展缓慢（20世纪上半叶） 电化学家企图用热力学方法解决一切电化学
问题，遭到失败。
三、电化学动力学发展（ 20世纪40年代）
弗鲁姆金等 析氢过程动力学
和双电层结构研究取得进展
格来亨
用滴汞电极研究两类导体界面
电化学动力学：研究电极反应速度及其影响因素
四、理论和实验技术突破性进展（ 20世纪60年代） 理论方面：非稳态传质过程动力学 表面转化步骤 复杂电极过程 实验技术方面：界面交流阻抗法 暂态测试方法 线性电位扫描法 旋转圆盘电极系统
对于溶液中的离子，其电化当量即该离子的摩尔质量 与其电荷数的比值，如1电化当量的Ag+=108g；1电化 当量的Al3+=27/3g。
§1.2 电化学科学的发展简史
一、电化学热力学发展（1799~1905）
1799 物理学家伏打发明第一个化学电源 1800 尼克松发明电解水 1833 法拉第定律发现 1870 亥姆荷茨提出双电层概念 1889 能斯特提出电极电位公式 1905 塔菲尔提出塔菲尔公式
电化学原理李荻电子版
电化学原理李荻电子版一、电化学原理1、电化学的定义及原理：电化学是指通过化学反应改变物质形态和组成，产生电流；或通过电流来改变化学物质的形态和组成。
电化学定律是指总能量和电荷守恒定律，其中总能量是指电荷以及反应物和产物实际热量（包括活化能）的总和，它表明在化学反应中，电荷是守恒的。
2、电化学反应：电化学反应由电解质和电荷守恒定律构成，是指电解质发生溶解作用，由此产生电话，甚至改变化学物质的形态和组成的现象。
电化学反应的性质可以用反应偏活性来表示，它是有机化学反应中的一种基本反应。
3、电化学电池：电化学电池是指通过电解质和反应物的电子交换反应的物质改变，产生无极性的自发电流的装置。
它是由阳极，阴极和电解液构成的电解电池。
电池工作原理即电解质发生溶解作用，从而产生电流，或者反向运行，即电流通过电池，产生电化学反应，最终变化物质的形态和组成。
4、电化学反应的应用：电化学的应用极为广泛，其中以冶金为主，如用电流改变合金的成分组成，以及用来开发新材料、新装备、新药物和新冶金工艺。
此外，电化学还有多种实用应用，如在制造精密机械制品、电器、特种催化剂、化学试剂、工业材料等方面，都得到了有效和广泛的运用。
二、李荻电化学1、李荻电化学：李荻电化学是由克里金学派在20世纪初发展出来的新理论，它以李荻（Liimuian）学派的思想为基础，将化学反应物经电动力的驱动，转变为电磁力的支配，发展了一套完整的新的电化学理论。
它由李荻派的思想、其他学者的研究成果和近代行业实践融会而出。
2、李荻电化学原理：李荻电化学是一种化学与物理相结合的理论，它认为所有化学反应都源自于原子间的电磁作用力；用克里金原理可以对电化学反应拟合等效电路，并用来计算等效上阻和下阻；另外，还可以借助等效电路计算其他非电化学反应，从而扩展出量子化学领域，开始研究由宇宙的精神属性引发的反应。
3、李荻电化学的应用：李荻电化学的实际应用有：一是用新发展的李荻电化学理论指导及优化电化学活性，使用克里金方法来设计电池、电极、电解质及电解液；二是研究催化剂的电化学响应，即催化剂中电子的迁移及反应应力；三是用李荻电化学的原理指导电化学的应用，比如金属的抗蚀性、合金的电化学性质等；四是研究混杂体中电磁隔离性对反应的影响、与电解质容量及电势的关系、极电位的调。
电化学原理第一章绪论
2、电化学动力学-即电极过程动力学：研究 电化学反应的速度与反应机理。
1905年Tafel方程； 1930年Butler-Volmer方程； 1933年双电层对活化过程的影响； 1932~1938年混合电位下的速度论方法； 1924年极谱方法； 1935年扩散电流方程；
3、现代电化学：从宏观概念上升到微观结 构与微观动力学的概念
20世纪60年代后开始出现。如量子电化学、微观 电化学等。现今电化学的研究已深入到电化学界面 的原子-分子世界。
电化学的应用研究始终伴随着电化学的发展 电池、电解、电合成、电分析等。 电化学与其它学科的交叉-边缘学科：如固体电
解质电化学、半导体电化学、生物电化学
电化学学科的发展
界面电化学
阳极（anode）：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+）
阴极（cathode）：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-）
三. 电化学研究的内容
第一类导体 第二类导体 界面结构与性质 界面反应（电化学反应）动力学
第二节 电化学科学的应用
电化学科学 电化学工业 化学电源 腐蚀与防护
自放电率(%/月) 有无记忆效应
有无污染
2 28-40 64-72
低 有 有
1.2 50 150 25-30 有 有
1.2 65 200 30-35 有 无
3.6 105-140
300 6-9 无 无
全球锂电池的产值增长趋势
From：IIT报告
到2018年锂电池产业的产值将达到320亿美元。锂电池市场未来的增长主 要来源于电动汽车等动力锂电池领域、笔记本电脑等小型锂电领域对锂电池 需求的快速增长，其中2018年电动汽车领域的锂电池产值将占50％以上，超 过160亿美元。
电化学原理.doc
电化学原理第一章绪论两类导体：第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。
第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。
三个电化学体系：原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。
电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。
腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。
阳极：发生氧化反应的电极原电池（ -）电解池（ +）阴极：发生还原反应的电极原电池（ +）电解池（ -）电解质分类：定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。
分类：1.弱电解质与强电解质—根据电离程度2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型水化数：水化膜中包含的水分子数。
水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。
可分为原水化膜与二级水化膜。
活度与活度系数：活度：即“有效浓度” 。
活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。
i ix i规定：活度等于 1 的状态为标准态。
对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。
离子强度 I：1 m i z i2I2离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为：log A I 注：上式当溶液浓度小于0.01mol · dm-3 时才有效。
电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。
符号为 G，单位为 S ( 1S =1／Ω )。
GA L影响溶液电导的主要因素：（ 1）离子数量；（ 2）离子运动速度。
当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有 1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω -1· cm2· eq-1。
电化学原理_(李狄_著)北航出版社_课后1-7章习题参考答案
电化学原理第一章习题答案1、解：2266KCl KCl H O H O 0.001141.31.010142.31010001000c K K K K cm 11λ−−−−×=+=+=+×=×Ω溶液 2、解：E V Fi i =λ，FE V i i λ=，，， 10288.0−⋅=+s cm V H 10050.0−⋅=+s cm V K 10051.0−⋅=−s cm V Cl 3、解：,62.550121,,,,2−−⋅Ω=−+=eq cm KCl o HCl o KOH o O H o λλλλ2O c c c ,c 1.004H H +−====设故，2,811c5.510cm 1000o H O λκ−−−==×Ω4、（1）121,,Cl ,t t 1,t 76.33mol (KCl o KCl o Cl cm λλλλλ−−−−+−+−=++=∴==Ω⋅∵中）121121121,K ,Na ,Cl 73.49mol 50.14mol 76.31mol (NaCl o o o cm cm cm λλλ++−−−−−−−=Ω⋅=Ω⋅=Ω⋅同理：，，中）（2）由上述结果可知： 121Cl ,Na ,121Cl ,K ,mol 45.126mol 82.142−−−−⋅Ω=+⋅Ω=+−+−+cm cm o o o o λλλλ，在KCl 与NaCl 溶液中−Cl ,o λ相等，所以证明离子独立移动定律的正确性；（3） vs cm vs cm u vs cm u F u a o o l o l o i o /1020.5,/1062.7,/1091.7,/24N ,24K ,24C ,C ,,−−−×=×=×==++−−λλ5、解：Cu(OH)2== Cu 2++2OH -,设=y ；2Cu c +OH c −=2y 则K S =4y 3因为u=Σu i =KH 2O+10-3[y λCu 2++2y λOH -]以o λ代替λ（稀溶液）代入上式，求得y=1.36×10-4mol/dm 3所以Ks=4y 3=1.006×10-11 (mol/dm 3)36、解： ==+，令=y ，3AgIO +Ag −3IO Ag c +3IO c −=y ，则=y S K 2，K=i K ∑=+（y O H K 2310−+Ag λ+y −3IO λ）作为无限稀溶液处理，用0λ代替，=+y O H K 2310−3AgIO λ则：y=43651074.1104.68101.11030.1−−−×=××−×L mol /;∴= y S K 2=3.03810−×2)/(L mol 7、解：HAc o ,λ=HCl o ,λ+NaAc o ,λ-NaCl o ,λ=390.7，121−−⋅Ωeq cm HAc o ,λ=9.02121−−⋅Ωeq cm ∴α0/λλ==0.023，==1.69αK _2)1/(V αα−510−×8、解：由欧姆定律IR=iS KS l ⋅=K il,∵K=1000c λ,∴IR=1000il cλ⋅=V 79.05.0126101010533≈××××− 9、解：公式log ±γ=-0.5115||||+Z −Z I （设25）C °（1）±γ=0.9740，I=212i i z m ∑,I=212i i c z ∑，=（）±m ++νm −−νm ν1（2）±γ=0.9101，（3）±γ=0.6487，（4）±γ=0.811410、解：=+H a ±γ+H m ，pH=-log =-log （0.209+H a 4.0×）=1.08电化学原理第二章习题答案1、 解：()+2326623Sb O H e Sb H O ++++ ，()−236H H +6e + ，电池:2322323Sb O H Sb H O ++解法一：00G E nF ∆=−83646F =0.0143V ≈，E=+0E 2.36RT F 2232323log H Sb O Sb H OP a a a ==0.0143V0E 解法二：0602.3 2.3log log 6Sb Sb H H RT RT a a F Fϕϕϕ+++=+=+； 2.3log H RTa Fϕ+−=∴000.0143Sb E E ϕϕϕ+−=−===V2解：⑴，(()+22442H O e H O +++ )−224H H +4e + ；电池:22222H O H O +2220022.3log 4H O H O P P RT E E E Fa =+= 查表：0ϕ+=1.229V ，0ϕ−=0.000V ，001.229E V ϕϕ+−∴=−= ⑵视为无限稀释溶液，以浓度代替活度计算()242Sn Sn e ++−+ ，()，电池:32222Fe e Fe ++++ 23422Sn Fe Sn Fe 2+++++ +23422022.3log 2Sn Fe Sn Fe C C RT E E F C C ++++=+=（0.771-0.15）+220.05910.001(0.01)log 20.01(0.001)××=0.6505V ⑶()，，(0.1)Ag Ag m e +−+ ()(1)Ag m e Ag +++ (1)(0.1)Ag m Ag m ++→电池：(1)0(0.1)2.3log Ag m Ag m a RT E E F a ++=+，（其中，=0） 0E 查表：1m 中3AgNO 0.4V γ±=，0.1m 中3AgNO 0.72V γ±=， 2.310.4log0.0440.10.72RT E V F×∴==× 3、 解：2222|(),()|(),Cl Hg Hg Cl s KCl m Cl P Pt ()2222Hg Cl Hg Cl e −−++ ，()222Cl e Cl −++ ，222Hg Cl Hg Cl 2+ 电池：222200002.3log 2Cl Hg Hg Cl P a RT E E E F a ϕϕ+−=+==−∵O 1.35950.2681 1.0914(25C)E V ，∴=−=设 由于E 与无关，故两种溶液中的电动势均为上值Cl a −其他解法：①E ϕϕ+=−−0，亦得出0E ϕϕ+=−−②按Cl a −计算ϕ+，查表得ϕ甘汞，则E ϕϕ+=−甘汞 4、 ⑴解法一：23,(1)|(1)()H Pt H atm HCl a AgNO m Ag +=()222H H e +−+ 222，()Ag e Ag +++ g ，2222H Ag H A ++++ 电池：有E ϕϕϕ+−=−=+，02.3log()AgAgAg RTE m Fϕγ++±∴=−。
李狄电化学考试试卷
李狄电化学考试试卷李狄电化学考试试卷篇一：电化学第1章绪论第1章绪论1.1 电化学的发展与研究对象1.1.1 电化学的产生及其在历史上的作用1、电化学的产生电化学的产生与发展始于18世纪末19世纪初。
1791年意大利生物学家伽伐尼（Galvanic）从事青蛙的生理功能研究时，用手术刀触及解剖后挂在阳台上的青蛙腿，发现青蛙腿产生剧烈的抽动。
分析原因后认为，由于肌肉内有电解液，这时是偶然地构成了电化学电路。
这件事引起了很大的轰动。
当时成立了伽伐尼动物电学会，但未搞明白。
1799年伏打（Volta），也是意大利人，他根据伽伐尼实验提出假设：认为蛙腿的抽动是因二金属接触时通过电解质溶液产生的电流造成的。
故将锌片和银片交错迭起，中间用浸有电解液的毛呢隔开，构成电堆。
因电堆两端引线刺激蛙腿，发生了同样的现象。
该电堆被后人称为“伏打电堆”，是公认的世界历史上第一个化学电源。
2、电化学在历史上的作用伏打电堆的出现，使人们较容易地获得了直流电。
科学家们利用这种直流电得以进行大量的研究，大大地扩展了人们对于物质的认识，同时促进了电化学的发展，也极大地促进了化学理论的发展。
1）扩展了对于物质的认识。
最初人们认为自然界中有33种元素，实际上其中有一部分是化合物。
如：KOH、NaOH、NaCl、H2O 等。
1800年尼克松（Nichoson）、卡利苏（Carlisle）利用伏打电堆电解水溶液，发现有两种气体析出，得知为H2和O2。
此后人们做了大量的工作：如电解CuSO4得到Cu，电解AgNO3得到Ag，电解熔融KOH得到K等等。
10年之内，还得到了Na、Mg、Ca、Sr、Ba等，这就是最早的电化学冶金。
10年时间，人们所能得到或认识的元素就已多达55种。
没有这个基础，门捷列夫周期表的产生是不可能的。
2）促进了电学的发展1819年，奥斯特用电堆发现了电流对磁针的影响，即所谓电磁现象。
1826年，发现了欧姆定律。
这都是利用了伏打电堆，对于电流通过导体时发生的现象进行了物理学的研究而发现的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(B) ± = +· - 2 ; (D) m±3 = m+· m-2 ；
3. 计算0.1mol/kg Na2SO4溶液的平均活度
解： Na2SO4→2Na++SO42所以m+= 0.2mol/kg, m-= 0.1mol/kg,ν+=2, ν-=1, 又查表2得0.1mol/L Na2SO4溶液的平均活度系数γ±=0.453
m
v
1
v v 源自v v电解质活度与电解质的平均活度之间的关系为
( m )
v
电解质活度可由实验测得，从而得到平均活度和 平均活度系数， 常见强电解质的平均活度系数见表2（p378）
强电解质的平均活度系数的作用
（1）用平均活度系数 似 计算离子活度
令: v v
v
平均活度系数 平均浓度
平均活度
v
m m
v
v
v
v
1
1
v
v
m
v
1
v
对电解质
M A
v
平均活度系数
v
1
1
v
平均浓度 平均活度
m m
v
取代正负离子活度系数近
α γ m
α γ m
m
（2） m
m
1. 浓度为 m 的 Al2(SO4)3 溶液，其正、负离子的
活度系数分别用 + 和 - 表示，则其 = ( +2×-3) 1/5 2．对于BaCl2溶液，以下等式成立： (A) a = a+· a- ; (C) m = m+· mD
α γ i (c) i （体积摩尔浓度） ci α γ i (m) i （质量摩尔浓度） mi
电解质在溶液中电离成正、负离子，每一种 离子作为溶液的一个组分，也可应用上式
α γ m
α γ m
1.5.2 离子活度和电解质活度
单种离子的活度是无法测量的，实验测出的 是电解质溶液的活度，所以引入电解质平均活 度和平均活度系数的概念。 对电解质 M A
m m m
v
v
1
v
0.2 0.1
2
1
3
0.159
α γ m 0.159 0.453 0.0720
1.5.3. 离子强度定律
1921年Lewis在研究了不同价型电解质实 验数据后，总结出一个经验规律：电解质 平均活度系数 与溶液中总离子浓度和离 子电荷（即离子价数）有关，而与离子本 性无关。从而提出新的参数—离子强度I：
电解池和原电池回路
第一类导体和第一类导体串联构成；载流子：自由电 子+离子；是通过电极/溶液界面的氧化还原反应传 递电荷的，导电时，在相界面发生化学变化。
二. 电化学体系的定义
电化学体系：两类导体串联组成的，在 电荷转移过程中不可避免地伴随有物质 变化的体系。 电极反应：电极/溶液界面（两类导体界 面）发生的电化学反应。 电化学反应：在电化学体系中发生的氧 化还原反应。
1 I mi z i2 2 log A' I
1 I ci z i2 2
电解质活度系数与离子强度的关系
log A' I
1. 上式称为离子强度定律，表明：离 子强度相同的溶液中，离子价型相同的电 解质的平均活度系数相等
2. 只适用于I＜0.01的很稀溶液
三. 电化学研究的内容
伴有电现象发生的化学反应的科学
第一类导体（物理学）
第二类导体（经典电化学）
两类导体界面性质与效应（现代电化学）
1、 第一类导体的载流子是（ ）， 第二类导体 的载流子是（ ），两类导体导电方式的转化是 通过（ ）实现的。 2、 电解池回路是由（ 串联组成， ）导体和（ ）导体
α γ i (c) i
ci
规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物 质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定 纯物质的活度等于1；对溶液中的溶质，则选用具有单 位浓度而又不存在粒子间相互作用的假想状态作为溶质 的标准状态。
溶液也可以采用不同的浓度标度，得到的活度和 活度系数也不同
3、原电池回路
载流子：电子＋离子 原电池回路：由第一类 导体和第二类导体串联 组成。
负极： Cu →Cu2++e 氧化反应 阳极 正极：Ag ++e→Ag 还原反应 阴极
-、两种导电体系：
电子导电回路
第一类导体构成；载流子：自由电子；在相界面通过 电子的定向运动传递电荷的，导电时，在相界面不 发生任何化学变化
1、 298 K时， 0.005 mol· kg-1 的 CuSO4 和 0.005 mol· kg-1 的 ZnSO4溶液的离子平均活度系数分别为
,1和 ,2，则有（
A ,1= ,2；
）。
B ,1＞ ,2；
C ,1＜ ,2；
D ,1≥ ,2。
电化学学科的发展
纳米电化学
新型电化学 制备技术
光谱电化学
电化学
量子电化学 光电化学
电分析化学
化学修饰 电极和电化学 传感器
1.5 电解质溶液的活度与活度系数
1.5.1 复习有关活度的基本概念
活度：即“有效浓度” 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用 所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。
电化学原理
Fundamentals of Electrochemistry
第一章
一. 不同的导电回路
绪论
1.1 电化学科学的研究对象
电子导电回路 Electronic Circuit
电解池回路 Electrolytic Cell
原电池回路 Galvanic Cell
1、电子导电回路
载流子：自由电子 凡是依靠物体内部自由电 子的定向运动而导电物体， 即载流子为自由电子（或 空穴）的导体，叫电子导 体，也称第一类导体。 电子导电回路：由第一类 导体（导线、灯丝）串联 组成。
1.2
电化学科学在实际生活中的应用
电化学科学
电化学工业
化学电源
金属的腐 蚀与防护
电化学科学在工业上的应用
电化学科学在电池研究领域的应用
燃料电池原理图
电化学在金属的腐蚀与防护中的应用
混凝土中钢筋的腐蚀
1.3
电化学科学的发展简史和趋势
第一个阶段，1799年物理学家伏打发明第一个化学 电源开始，得出欧姆定律和法拉第定律，电化学成 为一门独立的学科 第二个阶段（19世纪70年代- 20世纪40年代），致 力于电解质溶液理论和原电池热力学。 第三个阶段，开始了以研究电极反应速度及影响因 素的为主要对象的电极过程动力学
图1.1 电子导电回路
2、电解池回路
载流子：电子＋离子
凡是依靠物体内离子的定向
运动而导电的导体，叫离子 导体，也称第二类导体。
电解池回路：由第一类导体
和第二类导体串联组成。 两类导体导电方式的转化是 通过电极上的氧化还原反应 实现的 负极： Cu2++2e→Cu 还原反应 阴极 正极：Ag →Ag++e 氧化反应 阳极