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1、第八章 电化学8.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律 8.2离子的迁移数 8.3电导、电导率和摩尔电导率 n教学主要内容及重点难点：教学主要内容及重点难点：n 电化学池电化学池 8-1.ppt#5.8.1电极过程、电解质溶液及电极过程、电解质溶液及法拉第定律法拉第定律n 1、电解质溶液的导电机理（重点）、电解质溶液的导电机理（重点）n 2、法拉第电解定律（重点）、法拉第电解定律（重点）n 3、离子的电迁移现象（难点）、离子的电迁移现象（难点）n 4、电迁移率和迁移数（重点）、电迁移率和迁移数（重点）n 5、离子迁移数的测定、离子迁移数的测定(难点难点)n 6、电导、电导率和摩尔电导率（重点）、
2、电导、电导率和摩尔电导率（重点）n 7、电导的测定电导的测定n 8、摩尔电导率与浓度的关系、摩尔电导率与浓度的关系n 9、离子独立运动定律和离子的摩尔电导率（重点）离子独立运动定律和离子的摩尔电导率（重点）n 10、电导测定的应用、电导测定的应用n n三、导体的分类（两类）：三、导体的分类（两类）：三、导体的分类（两类）：三、导体的分类（两类）：n n1 1、第一类导体，又称为电子导体，如金属、石墨第一类导体，又称为电子导体，如金属、石墨等。等。n n导电特征：导电特征：n nA A、自由电子做定向移动而导电、自由电子做定向移动而导电n nB B、导电过程中导体本身不发生变化、导电过程中导体本
3、身不发生变化n nC C、温度升高，电阻也升高、温度升高，电阻也升高n nD D、导电总量全部由电子承担、导电总量全部由电子承担第八章电化学第八章电化学n2 2、第二类导体：又称为离子导体，如、第二类导体：又称为离子导体，如电解质溶液，熔融电解质等。电解质溶液，熔融电解质等。n导电特征：导电特征：nA A、正负离子作反向移动而导电、正负离子作反向移动而导电nB B、导电过程中有化学反应发生、导电过程中有化学反应发生nC C、温度升高，电阻下降、温度升高，电阻下降第八章电化学第八章电化学 8.1电极过程、电解质溶液及法拉第定电极过程、电解质溶液及法拉第定律律n一、电化学池一、电化学池n电化学反应
4、一般应在特定的装置中进行，称为电电化学反应一般应在特定的装置中进行，称为电化学池。化学池。n电化学池分为两种电化学池分为两种n1 1、原电池：将装置导通，电极上会自发进行化学、原电池：将装置导通，电极上会自发进行化学反应，并可将化学能转换为电能输出。反应，并可将化学能转换为电能输出。n2 2、电解池：当外加电压高于物质的分解电压，不、电解池：当外加电压高于物质的分解电压，不能自发进行的化学反应可以发生。能自发进行的化学反应可以发生。电解池ne-nIn-n+n+n阳阳n3n极极n-n阴阴n极极n电解质溶液正极正极n负负极极原电池ne-nIn-n+n阴阴n极极n阳阳n极极nn电解质溶液n负极负极正
5、极正极 8.1电极过程、电解质溶液及法拉第定电极过程、电解质溶液及法拉第定律律n3、电解质导电机理、电解质导电机理ne-nIn-n+n+n阳阳n3n极极n-n阴阴n极极n电解质溶液正极正极n负负极极代表阴离子代表阴离子 代表阳离子代表阳离子 8.1电极过程、电解质溶液及法拉第定电极过程、电解质溶液及法拉第定律律n电化学中把电极上进行的有电子得失的化学反应称为电化学中把电极上进行的有电子得失的化学反应称为电电极反应。极反应。n两个电极反应的总和即为两个电极反应的总和即为电池反应。电池反应。n4 4、电极的规定、电极的规定n（1 1）物理方法物理方法根据电势的高低来命名正、负极根据电势的高低来命名
6、正、负极n正极：正极：电势高的一极称为正极，电流从正极流向负极电势高的一极称为正极，电流从正极流向负极n负极负极：电势低的一极称为负极，电子从负极流向正极：电势低的一极称为负极，电子从负极流向正极n（2 2）化学方法化学方法根据电极上电子的得失情况来定义，称为根据电极上电子的得失情况来定义，称为阳极、阴极阳极、阴极n阳极阳极：发生氧化反应的电极：发生氧化反应的电极n阴极阴极：发生还原反应的电极：发生还原反应的电极 8.1电极过程、电解质溶液及法拉第定电极过程、电解质溶液及法拉第定律律n5、思考：电解质到底是怎么导电的呢、思考：电解质到底是怎么导电的呢?n以电解池为例：以电解池为例：n正、负离子
7、分别向相反方向迁移，它们的正、负离子分别向相反方向迁移，它们的导电方向一致，这就是电解质溶液的导电导电方向一致，这就是电解质溶液的导电机理。机理。8.1电极过程、电解质溶液及法拉第定电极过程、电解质溶液及法拉第定律律n6、原电池工作原理、原电池工作原理ne-nIn-n+n阴阴n极极n阳阳n极极nn电解质溶液n负极负极正极正极 代表易发生还原反应的粒子代表易发生还原反应的粒子代表易发生氧化反应的粒子代表易发生氧化反应的粒子n n 原电池的阴极为正极，阳极为负极。原电池的阴极为正极，阳极为负极。8.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律电极过程、电解质溶液及法拉第定律n7 7、电极的名称和电化学池的对
8、应关系、电极的名称和电化学池的对应关系电极反应阳极（Anode）阴极（Cathode）氧化(失电子)还原（得电子）电解池正极、电势高负极、电势低原电池负极、电势低正极、电势高n原电池、电解池共同特点原电池、电解池共同特点 ：n在电极与溶液的界面上有电子得失的反应发生；在电极与溶液的界面上有电子得失的反应发生；n溶液内部有离子作定向迁移运动。溶液内部有离子作定向迁移运动。n极板与溶液界面上进行的化学反应极板与溶液界面上进行的化学反应电极反应电极反应n两个电极反应之和为总的化学反应：两个电极反应之和为总的化学反应：n原电池原电池电池反应；电池反应；电解池电解池电解反应电解反应 8.1电极过程、电解
9、质溶液及法拉第定律电极过程、电解质溶液及法拉第定律n二、法拉第定律（二、法拉第定律（Faradays LawFaradays Law）（重）（重点）点）n1 1、法拉第定律文字表述、法拉第定律文字表述n在电极界面上发生化学反应的物质量与通入电解池的在电极界面上发生化学反应的物质量与通入电解池的电量成正比。电量成正比。n2.2.法拉定律的数学表达式法拉定律的数学表达式n元电荷：电子是带有负电最小电荷的粒子。人们把最元电荷：电子是带有负电最小电荷的粒子。人们把最小电荷叫做元电荷。小电荷叫做元电荷。8.1电极过程、电解质溶液及法拉第定电极过程、电解质溶液及法拉第定律律n令 F=Le=96500Cmo
10、l-1-法拉第常数 6.0221023mol-1 1.60210-19C Q=Q=zFzF-法拉第定律法拉第定律通过电极的电量正比于电极反应的进度通过电极的电量正比于电极反应的进度与电极反应电荷与电极反应电荷数数z的乘积。的乘积。第二节离子迁移数 n一离子的迁移现象一离子的迁移现象 n通电于电解质溶液之后，溶液中承担导电任务的阴阳离子分别向阳阴两极运动。离子在电场作用下的运动称为离子在电场作用下的运动称为电迁移。电迁移。第二节离子迁移数 n导电过程中，Q=Q+Q-I=I+I-7-2-1n1、向阴阳两极迁移的正负离子物质的量总和恰好等于通往溶液的总电量n2、第二节离子迁移数 n二、离子迁移数（教
11、材二、离子迁移数（教材301301页）页）n定义：电解质溶液中的离子定义：电解质溶液中的离子B B所运载的电流占总电流的分数。所运载的电流占总电流的分数。用用t t来表示来表示 n若溶液中只有一种正离子和一种负离子，则：若溶液中只有一种正离子和一种负离子，则：nt t+=I=I+/(I/(I+I+I-)=Q)=Q+/(Q/(Q+Q+Q-)=)=v v+/(v/(v+v+v-)=)=n n+/(n/(n+n+n-)nt t-=I=I-/(I/(I+I+I-)=Q)=Q-/(Q/(Q+Q+Q-)=)=v v-/(v/(v+v+v-)=)=n n-/(n/(n+n+n-)nt t+t+t-=1=1n
12、如果溶液中有多种电解质，共有如果溶液中有多种电解质，共有i i种离子，则有：种离子，则有：第二节离子迁移数n三电迁移率：三电迁移率：n由式721 Q=Q+Q-I=I+I-n将离子在指定溶液中电场强度E E1Vm1Vm-1-1 时的运动速度称为该离子的电迁移率（历史上称为离子淌度离子淌度）用u ub b表示，n离子的运动速度与其在电场强度E下的运动速度关系式：nu uB Bv vB BE En电迁移率的单位为m2V-1s-1 第二节离子迁移数n离子迁移数还可以用电迁移率来表示 第二节离子迁移数n三、离子迁移数的测定方法（三、离子迁移数的测定方法（3种）种）n 1、希托夫（Hittorf）法n 原
13、理：分别测定离子迁出相应极区的物质的量以及发生电极反应的物质的量。1、Hittorf法法n nHittorfHittorfHittorfHittorf 法中必须采集的数据：法中必须采集的数据：法中必须采集的数据：法中必须采集的数据：n n（1 1 1 1）、通入的电量：由库仑计中称出阴极质量的增加而得，）、通入的电量：由库仑计中称出阴极质量的增加而得，）、通入的电量：由库仑计中称出阴极质量的增加而得，）、通入的电量：由库仑计中称出阴极质量的增加而得，例如，银库仑计中阴极上有例如，银库仑计中阴极上有例如，银库仑计中阴极上有例如，银库仑计中阴极上有0.04050.04050.04050.0405克
14、克克克AgAgAgAg析出，析出，析出，析出，n n（2 2 2 2）、）、）、）、电解前含某离子的物质的量电解前含某离子的物质的量电解前含某离子的物质的量电解前含某离子的物质的量n(n(n(n(起始起始起始起始)n n （3 3 3 3）、）、）、）、电解后含某离子的物质的量电解后含某离子的物质的量电解后含某离子的物质的量电解后含某离子的物质的量n(n(n(n(终了终了终了终了)n n（4 4 4 4）、）、）、）、写出电极上发生的反应，判断某离子浓度是增加了、写出电极上发生的反应，判断某离子浓度是增加了、写出电极上发生的反应，判断某离子浓度是增加了、写出电极上发生的反应，判断某离子浓度是增加了、减少了还是没有发生变化。减少了还是没有发生变化。减少了还是没有发生变化。减少了还是没有发生变化。n n（5 5 5 5）、）、）、）、判断离子迁移的方向。判断离子迁移的方向。判断离子迁移的方向。判断离子迁移的方向。