电化学基本概念

电化学基本概念

【电导】描述物体导电性能的物理量，其值是电阻的倒数，单位是“西门子”，用S表示。某物体的电阻愈小它的电导就愈大。

【电导率】又称比电导。可用来衡量和比较物体的导电性能。当物体的长度为1厘米，截面积为1平方厘米时的电导，为该物体的电导率。对电解质溶液来说，当两电极面积各为1平方厘米，电极相距1厘米时为溶液的电导。电解质溶液的电导率与电解质的种类、溶液的浓度及温度等有关。

【离子淌度】又称离子迁移率。某种离子在一定的溶剂中，当电位梯度为每米1伏特时的迁移速率称为此种离子的淌度，单位是米2·秒-1·伏特-1。离子淌度是代表离子迁移速率特征的物理量。

【离子迁移率】见离子淌度条。

【离子强度】在电解质溶液中离子之间平均静电相互作用的一种量度，常用I表示，其定义式如下：

上式的含义是：某电解质溶液的离子强度等于每种离子的质量摩尔浓度mi与其价数Zi平方的乘积之和的一半。

【双电层】在两种不同物体的接触界面上，正负电荷分别排列成的一种面层，例如在金属和电解质溶液相接触的界面上，金属表面电荷层与液溶中的相反电荷的离子层就构成双电层，由于溶液中的离子的热运动，溶液中的一层又分为紧密层和扩散层。

【可逆电池】热力学意义上的可逆电池必须具备两个条件，即可逆电池在充电和放电时不仅物质的转变是可逆的，而且能量的转变也是可逆的。如果把放电时放出的电能全部储存起来并用它对电池充电，则能恰好使电池内化学反应体系及外界环境全部恢复原状。

一般意义的可逆电池就是指由于放电而被消耗的物质，可以通过充电使之再生的电池，此电池的充电反应恰好是放电反应的逆过程，如常用的铅蓄电池。

【可逆电极】构成可逆电池的电极。主要有以下三种类型：（1)金属电极、氢电极、氧电极、卤素电极。金属电极是将金属浸在含有该种金属离子的溶液中构成，以符号M｜M2+表示；氢电极、氧电极、氯电极，分别是将被H2、O2、Cl2的气流冲击着的铂片浸入含有H+、OH-、Cl-的溶液中构成，分别用符号（Pt)H2｜H+或（Pt)H2｜OH-、（Pt)O2｜OH-或（Pt)O2｜H2O，H+以及（Pt)Cl2｜Cl-表示。（2)微溶盐电极和微溶氧化物电极。微溶盐电极是将金属覆盖一薄层该金属的一种微溶盐，然后浸入含有该微溶盐负离子的溶液中构成，如银—氯化银电极，Ag—AgCl｜Cl-；微溶氧化物电极是将金属覆盖一薄层该金属的氧化物，然后浸在含有H+或OH-的溶液中构成，如汞—氧化汞电极，Hg—HgO｜OH-。（3)氧化还原电极，由惰性金属如铂片插入含有某种离子的两种不同氧化态的溶液中构成，如Fe2+—Fe3+电极，（Pt)｜Fe2+，Fe3+。

【半电池】每个可逆电极都可看成是一个半电池。

【盐桥】如果在一个电池中存在着两个电解质溶液的接界面，则在界面处也产生一个电位差，这叫液体接界电位。盐桥是消除液体接界电位的一种装置。两个半电池在构成电池时，电解质溶液不直接接触，而用盐桥沟通，盐桥是用浓KCl溶液和3％琼脂凝聚而成，由于K+和Cl-的迁移数很相近，在盐桥两侧形成两个数值小又几乎相等且符号相反的液体接界电位，使净接界电位降低到只有1～2毫伏，可以忽略不计。如果电池中电解质溶液能与KCl 反应（如含Ag+)，可采用KNO3或NH4NO3代替KCl做盐桥。

【原电池】通过氧化还原反应而产生电流的装置，也可以说是把化学能转变成电能的装置。有的原电池可以构成可逆电池，有的原电池则不属于可逆电池。

【标准电池】是一种电动势比较稳定，能保持长期不变的可逆电池。标准电池用来测定或校正电池的电动势。常用的是韦斯登（Westone)标准电池，它的正极是汞（Hg)和硫酸亚汞（Hg2SO4)的糊状物，下方放少量汞为与引出的导线保持良好的接触；负极是镉汞齐（Cd-Hg)，在糊状物和汞齐上方分别放有CdSO4·83H2O晶体和它的饱和溶液。电极反应和电池反应分别为这种电池的电动势很稳定，20℃时Es=1.01865伏，温度对这种电池的电动势的影响很小。

【标准氢电极】把镀有铂黑的铂片放到氢离子浓度为1摩尔/升(严格地说应是活度aн+=1)的酸溶液中，在25℃(298.15K)时以pH2=101325帕(1大气压)的干燥氢气不断冲击到铂电极上，使铂黑上吸附的氢气达到饱和，这就构成了标准氢电极。规定在任何温度下标准氢电极的电极电位为零。标准氢电极是常用的参比电极，其它电极的电极电位是和标准氢电极相比较而得到的数值。

【电极电位】将标准氢电极作为发生氧化作用的负极，而将待定某电极作为发生还原作用的正极，组成一个电池。(Pt)H2(pH2=101325Pa)｜H+(aH+=1)｜｜待定电极这个电池电动势的数值和符号就是待定电极电位的数值和符号，可以看出，电极电位是一相对值。通常把电极—溶液界面的电位差称为绝对电极电位。

作为负极，某给定电极为正极组成电池，若此给定电极处于标准状态，即组成电极的离子浓度为1摩尔/升(严格地说，应是活度为1)，气体的分压为101325帕(1大气压)，液体和固体为纯态，此时电池的电动势就是给定电极的标准电极电位。标准电极电位的数值越大(正值越大)，说明该电对中的氧化态的氧化性越强，标准电极电位的数值越小(负数的绝对值越大)，说明该电对中的还原态还原性越强。标准电极电位有广泛的应用，例如可以判断氧化—还原反应的方向和程度，可以求算水溶液中发生的氧化还原反应的化学平衡常数，可以求算难溶盐的溶度积等。

【氧化—还原电对】氧化—还原反应可看成是两个半反应的总和，在每个半反应中氧化型物质和还原型物质组成一个氧化—还原电对。例如

在半反应(1)中，氧化型物质Zn2+和还原型物质Zn组成一个氧化—还原电对Zn2+/Zn；在半反应(2)中，氧化型物质Cu2+和还原型物质Cu组成一个氧化—还原电对Cu2+/Cu。实际上组成可逆电极的物质都是一个氧化—还原电对(见可逆电极)。

【参比电极】在测定某电极的电极电位时，必须与一个已知电极电位的电极构成一个电池，