电化学(物化-化大)
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作业
P355~356 7.2、7.5、7.7、7.9、7.11、7.13、7.14、
7.16(3)、7.19、7.22、7.26、7.29
第七章 电化学
Chapter 7 Electrochemistry
§7-1 电解质溶液的导电机理和法拉第定律 §7-2 电解质溶液的导电性质 §7-3 电导、电导率及摩尔电导率 §7-4 电解质的平均离子活度因子
本章基本要求
▪ 了解表征电解质溶液导电性质的物理量(电导、电导率、摩尔 电导率、电迁移率，迁移数)。
▪ 理解离子平均活度及平均活度系数定义并掌握其计算。了解离 子强度的定义。
▪ 了解德拜-休克尔极限公式计算离子平均活度系数的方法。
▪ 理解可逆电池的概念，理解能斯特方程的推导，掌握其应用。
▪ 掌握电池电动势与热力学函数的关系及其计算。 ▪ 掌握常用电极符号、电极反应及其电极电势的计算,掌握电池电
动势的计算及其应用。 ▪ 理解原电池的设计原理。 ▪ 了解极化作用和超电势的概念。
(一) 电解质溶液
§7-1 电解质溶液的导电机理和法拉第定律 §7-2 电解质溶液的导电性质 §7-3 电导、电导率及摩尔电导率 §7-4 电解质的平均离子活度因子
及Debye-Huckel极限公式
§7-1 电解质溶液的导电机理和法拉第定律
1mol 电子电量=L·e =96485.309 C/mol =F （法拉第常数） a 氧化态 + ze- = b 还原态
Q = zF
电量计(库仑计): 银电量计、铜电量计 练习：P355 7.1
科学家法拉第
法拉第（1791-1867）出身在英国的一个铁匠家庭，法拉第形容自己的童年 是在“饥饿和寒冷中度过的”。他是家里唯一一个读过两年半的子女。12岁就 在一家书店做工。近十年的装订工作经历，使他获得了丰富的知识。
利用电能以发生化学反应的装置
电子流动方向：
从外电源负极电解池的阴极
阴极：正离子 + e- 还原作用
阳极：负离子 - e- 氧化作用
电解池演示
放出电子外电源正极
2、原电池（primary cell)
利用两极的电极反应以产生电流的装置
原电池演示
电子流动方向： 阳极：负离子 - e- 氧化作用 电子由阳极通过外电路阴极 阴极：正离子 + e- 还原作用
1810年经友人帮助开始常去英国皇家学院听科学家的讲演。1812年他听了 戴维的四次报告后求职在皇家研究所实验室工作。法拉第刻苦学习、虚心求教 ，在实验室从打扫卫生到做实验，从早到晚一直忙个不停。1813年他随戴维出 访欧洲大陆一年多，期间，他既是戴维夫妇的仆人、管家，又是戴维的助手， 也有机会会见当时许多知名的科学家，开阔了眼界、增长了见识。回国后法拉 第开始独立搞科学研究工作，表现出惊人的才干，从此在物理和化学方面取得 了一个又一个令人瞩目的成绩。
1816年，法拉第在戴维帮助下发表了第一篇论文，接着又发表了六篇。1821 年成为皇家学院实验室总监和实验室主任。1824年被推选为皇家学会会员。 1825年接替戴维任实验室主任，1833年任教授。1831年法拉第发明了电磁感应 产生电流的原理。1834年发表了著名的以他名字命名的电解定律。
法拉第的苦学成名，杰出成就以及优秀品格，一直受到全世界人民的衷心 爱戴。
v+ ，v- 正、负离子的运动速率（单位：m·s-1） E 电场强度（单位：V·m-1）
பைடு நூலகம்
二、 离子的迁移数 t+与 t-
1. 迁移数 ：离子迁移的电量与通过溶液的总电量之比
t
Q Q Q
t
Q Q Q
设v+ ＝v-
设v+ ＝3v-
2. 电迁移规律
Q = Q+ + Q-
Q Q
v v
正离子迁阳 出极区的物质的量 负离子迁出阴极质 区的 的量 物
及Debye-Huckel极限公式 §7-5 可逆电池及韦斯顿标准电池 §7-6 原电池热力学
第七章 电化学
Chapter 7 Electrochemistry
§7-7 电极电势和液体接界电势 §7-8 电极的种类 §7-9 原电池设计 §7-10 分解电压 §7-11 极化作用 §7-12 电解时的电极反应
3、基本概念
(1) 电极反应（electrode reaction） 电极上进行的有电子得失的化学反应
(2) 电池反应（electric cell reaction） 两个电极反应组成一个电池反应
正极：电位高 负极：电位低
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
4、电解质溶液的导电机理
(1)电解质溶液内部有正、负离子迁移
(2)电极与电解质溶液界面上发生化学反应 (氧化—还原反应)
两种过程同时发生，总的结果便是 电解质溶液的导电过程或称导电机理
例
电解池：电解CuCl2溶液 阴极(-): Cu2++2e-=Cu 阳极(+): 2Cl--2e-=Cl2
原电池：丹尼尔(Daniell)电池 阳极(-): Zn=Zn2++2e阴极(+): Cu2++2e-=Cu
导体分类 材料
导电机理
电子(第一类)导体 离子(第二类)导体
金属、石墨、某 电解质溶液、熔融盐、
些金属氧化物
固体电解质
自由电子运动
离子移动
通电后状态 T的影响
无变化
T R 导电能力下降
电极上发生氧化还原 反应，组成变化
T 离子移动速率加 快导电能力增加
一、电解质溶液导电机理
1、电解池（electrolytic cell）
§ 7-2 电解质溶液的导电性质
影响电解质溶液的导电能力的因素： 内因：电解质溶液的本性 外因：两极间溶液中所含离子数目(电解质溶液的浓度) 离子价数(电解质离子所带电荷) 离子在电场中的运动速率 温度等
一、 离子在电场中的运动速率
电迁移率：单位电场强度下离子的运动速率
u
v E
u
v E
单位：m2·V-1·s-1
电池反应:Cu2++ 2Cl- =Cu + Cl2 电池反应：Zn+Cu2+ =Zn2++Cu
二、法拉第(Faraday)定律
电解时电极上发生化学反应的物质的量与通过电解 池的电量成正比。
a 氧化态 + ze- = b 还原态
Q
对不同的电解质溶液，每通过1 mol 电子电量，在任 一电极上发生得失1 mol 电子的电极反应，同时与得失1 mol 电子相对应的任一电极反应的物质的量为1 mol
P355~356 7.2、7.5、7.7、7.9、7.11、7.13、7.14、
7.16(3)、7.19、7.22、7.26、7.29
第七章 电化学
Chapter 7 Electrochemistry
§7-1 电解质溶液的导电机理和法拉第定律 §7-2 电解质溶液的导电性质 §7-3 电导、电导率及摩尔电导率 §7-4 电解质的平均离子活度因子
本章基本要求
▪ 了解表征电解质溶液导电性质的物理量(电导、电导率、摩尔 电导率、电迁移率，迁移数)。
▪ 理解离子平均活度及平均活度系数定义并掌握其计算。了解离 子强度的定义。
▪ 了解德拜-休克尔极限公式计算离子平均活度系数的方法。
▪ 理解可逆电池的概念，理解能斯特方程的推导，掌握其应用。
▪ 掌握电池电动势与热力学函数的关系及其计算。 ▪ 掌握常用电极符号、电极反应及其电极电势的计算,掌握电池电
动势的计算及其应用。 ▪ 理解原电池的设计原理。 ▪ 了解极化作用和超电势的概念。
(一) 电解质溶液
§7-1 电解质溶液的导电机理和法拉第定律 §7-2 电解质溶液的导电性质 §7-3 电导、电导率及摩尔电导率 §7-4 电解质的平均离子活度因子
及Debye-Huckel极限公式
§7-1 电解质溶液的导电机理和法拉第定律
1mol 电子电量=L·e =96485.309 C/mol =F （法拉第常数） a 氧化态 + ze- = b 还原态
Q = zF
电量计(库仑计): 银电量计、铜电量计 练习：P355 7.1
科学家法拉第
法拉第（1791-1867）出身在英国的一个铁匠家庭，法拉第形容自己的童年 是在“饥饿和寒冷中度过的”。他是家里唯一一个读过两年半的子女。12岁就 在一家书店做工。近十年的装订工作经历，使他获得了丰富的知识。
利用电能以发生化学反应的装置
电子流动方向：
从外电源负极电解池的阴极
阴极：正离子 + e- 还原作用
阳极：负离子 - e- 氧化作用
电解池演示
放出电子外电源正极
2、原电池（primary cell)
利用两极的电极反应以产生电流的装置
原电池演示
电子流动方向： 阳极：负离子 - e- 氧化作用 电子由阳极通过外电路阴极 阴极：正离子 + e- 还原作用
1810年经友人帮助开始常去英国皇家学院听科学家的讲演。1812年他听了 戴维的四次报告后求职在皇家研究所实验室工作。法拉第刻苦学习、虚心求教 ，在实验室从打扫卫生到做实验，从早到晚一直忙个不停。1813年他随戴维出 访欧洲大陆一年多，期间，他既是戴维夫妇的仆人、管家，又是戴维的助手， 也有机会会见当时许多知名的科学家，开阔了眼界、增长了见识。回国后法拉 第开始独立搞科学研究工作，表现出惊人的才干，从此在物理和化学方面取得 了一个又一个令人瞩目的成绩。
1816年，法拉第在戴维帮助下发表了第一篇论文，接着又发表了六篇。1821 年成为皇家学院实验室总监和实验室主任。1824年被推选为皇家学会会员。 1825年接替戴维任实验室主任，1833年任教授。1831年法拉第发明了电磁感应 产生电流的原理。1834年发表了著名的以他名字命名的电解定律。
法拉第的苦学成名，杰出成就以及优秀品格，一直受到全世界人民的衷心 爱戴。
v+ ，v- 正、负离子的运动速率（单位：m·s-1） E 电场强度（单位：V·m-1）
பைடு நூலகம்
二、 离子的迁移数 t+与 t-
1. 迁移数 ：离子迁移的电量与通过溶液的总电量之比
t
Q Q Q
t
Q Q Q
设v+ ＝v-
设v+ ＝3v-
2. 电迁移规律
Q = Q+ + Q-
Q Q
v v
正离子迁阳 出极区的物质的量 负离子迁出阴极质 区的 的量 物
及Debye-Huckel极限公式 §7-5 可逆电池及韦斯顿标准电池 §7-6 原电池热力学
第七章 电化学
Chapter 7 Electrochemistry
§7-7 电极电势和液体接界电势 §7-8 电极的种类 §7-9 原电池设计 §7-10 分解电压 §7-11 极化作用 §7-12 电解时的电极反应
3、基本概念
(1) 电极反应（electrode reaction） 电极上进行的有电子得失的化学反应
(2) 电池反应（electric cell reaction） 两个电极反应组成一个电池反应
正极：电位高 负极：电位低
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
4、电解质溶液的导电机理
(1)电解质溶液内部有正、负离子迁移
(2)电极与电解质溶液界面上发生化学反应 (氧化—还原反应)
两种过程同时发生，总的结果便是 电解质溶液的导电过程或称导电机理
例
电解池：电解CuCl2溶液 阴极(-): Cu2++2e-=Cu 阳极(+): 2Cl--2e-=Cl2
原电池：丹尼尔(Daniell)电池 阳极(-): Zn=Zn2++2e阴极(+): Cu2++2e-=Cu
导体分类 材料
导电机理
电子(第一类)导体 离子(第二类)导体
金属、石墨、某 电解质溶液、熔融盐、
些金属氧化物
固体电解质
自由电子运动
离子移动
通电后状态 T的影响
无变化
T R 导电能力下降
电极上发生氧化还原 反应，组成变化
T 离子移动速率加 快导电能力增加
一、电解质溶液导电机理
1、电解池（electrolytic cell）
§ 7-2 电解质溶液的导电性质
影响电解质溶液的导电能力的因素： 内因：电解质溶液的本性 外因：两极间溶液中所含离子数目(电解质溶液的浓度) 离子价数(电解质离子所带电荷) 离子在电场中的运动速率 温度等
一、 离子在电场中的运动速率
电迁移率：单位电场强度下离子的运动速率
u
v E
u
v E
单位：m2·V-1·s-1
电池反应:Cu2++ 2Cl- =Cu + Cl2 电池反应：Zn+Cu2+ =Zn2++Cu
二、法拉第(Faraday)定律
电解时电极上发生化学反应的物质的量与通过电解 池的电量成正比。
a 氧化态 + ze- = b 还原态
Q
对不同的电解质溶液，每通过1 mol 电子电量，在任 一电极上发生得失1 mol 电子的电极反应，同时与得失1 mol 电子相对应的任一电极反应的物质的量为1 mol