PPT《电能化学能》

电能化学能 电解 电池

第四章 电化学 主要内容 电化学的基本概念和法拉第定律

第四章 电化学 离子的电迁移和迁移数 电解质溶液的电导

第一节 电解质溶液的导电性 (1)基本概念 研究对象 电化学用途 两类导体 正极、负极 阴极、阳极 原电池 电解池 电流效率 (2)法拉第定律 定律的文字表示 法拉第常数 定律的数学式 粒子的基本单元 电化学研究对象 电能化学能 电解 电池 电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学.

电化学的用途 ⒈电解 精炼和冶炼有色金属和稀有金属;

电解法制备化工原料;

电镀法保护和美化金属;

还有氧化着色等. ⒉电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、 生化和医学等方面都要用不同类 型的化学电源. ⒊电分析 ⒋生物电化学 两类导体 A.自由电子作定向移动而导电 B.导电过程中导体本身不发生变化 C.温度升高,电阻也升高 D.导电总量全部由电子承担 又称电子导体,如金属、石墨等. 1. 第一类导体 两类导体 A.正、负离子作反向移动而导电 B.导电过程中有化学反应发生 C.温度升高,电阻下降 D.导电总量分别由正、负离子分担 ⒉ 第二类导体 又称离子导体,如电解质溶液、熔融电解质等. *固体电解质,如等,也属于离子导体,但它导电的机理比较复杂,导电能力不高,本章以讨论电解质水溶液为主. 正极、负极 电势低的极称为负极,电子从负极流向正极.在原电池中负极是阳极;

在电解池中负极是阴极. 负极: 电势高的极称为正极,电流从正极流向负极.在原电池中正极是阴极;

在电解池中正极是阳极. 正极: 阴极、阳极 发生还原作用的极称为阴极,在原电池中,阴极是正极;

在电解池中,阴极是负极. 阴极:(Cathode) 发生氧化作用的极称为阳极,在原电池中,阳极是负极;

在电解池中,阳极是正极. 阳极:(Anode) 离子迁移方向 离子迁移方向: 阴离子迁向阳极 阳离子迁向阴极 原电池(galvanic cell) Cu2++2e-→ Cu(S)发生还原作用,是阴极.电流由Cu极流向Zn极,Cu极电势高,是正极. Cu电极: Zn(S)→Zn2++2e-发生氧化作用,是阳极.电子由Zn极流向Cu极,Zn极电势低,是负极. Zn电极: 电解池(electrolytic cell) 与外电源正极相接,是正极.发生氧化反应,是阳极.Cu(S)→ Cu2++2e- 电极②: 与外电源负极相接,是负极.发生还原反应,是阴极.Cu2++2e-→Cu(S) 电极①: ① ② 电流效率 表示式(1) 电流效率=100% 理论计算耗电量 实际消耗电量 表示式(2) 电流效率=100% 电极上产物的实际量 理论计算应得量 法拉第定律的文字表述 Faraday'

s Law ⒈ 在电极界面上发生化学变化物质的质量 与通入的电量成正比. ⒉ 通电于若干个电解池串联的线路中,当所取的基本粒子的荷电数相同时,在各个电极上发生反应的物质,其物质的量相同,析出物质的质量与其摩尔质量成正比. 法拉第定律的数学表达式 取电子的得失数为 z,通入的电量为 Q,则电极上发生反应的物质的量 n 为: 电极上发生反应的物质的质量 m 为: 或 法拉第常数 F=L・e 法拉第常数在数值上等于1 mol元电荷的电量.已知元电荷电量为 =6.022*1023 mol-1*1.6022*10-19 C =96484.6 C・mol-1 ≈96500 C・mol-1 荷电粒子基本单元的选取 根据法拉第定律,通电于若干串联电解池中,每个电极上析出物质的物质的量相同,这时,所选取的基本粒子的荷电绝对值必须相同.例如: 荷一价电 阴极 阳极 荷三价电 阴极 阳极 荷二价电 阴极 阳极 荷电粒子基本单元的选取 例题: 通电于 溶液,电流强度 析出 .已知 .求: ⑴ 通入电量 ;