大學(xué)物理化學(xué)第七章第一部分課件

2022/12/12電化學(xué)研究對象電能

化學(xué)能電解池電池

電化學(xué)主要是研究電能和化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)。2022/12/11電化學(xué)研究對象電能 化學(xué)能電解池電池2022/12/12電化學(xué)技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測電化學(xué)傳感器離子傳感器：摻EuF2

的氟化鑭傳感器監(jiān)測飲用水或污水中氟的含量氣體傳感器：氧化鋯陶瓷傳感器，用于測定O2

、CO2

、CO、SOx

電化學(xué)生物傳感器：快速、靈敏、準確、結(jié)構(gòu)簡單、便于自動化尿素酶膜/NH3

電極測定尿素2022/12/11電化學(xué)技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測電化學(xué)傳感器離子傳2022/12/122022/12/112022/12/12電化學(xué)裝置有兩類：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的為原電池；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的為電解池。兩者都必須包含有電解質(zhì)溶液和電極兩部分。

電化學(xué)2022/12/11電化學(xué)裝置有兩類：化學(xué)能轉(zhuǎn)化2022/12/12

7.1離子的電遷移一、基本概念兩類導(dǎo)體正極、負極陰極、陽極原電池電解池二、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理三、Faraday’sLaw2022/12/117.1離子的電遷移一、基本概念兩類2022/12/12一、基本概念A(yù).自由電子作定向移動而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化C.導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)又稱電子導(dǎo)體，如金屬、石墨等。1.第一類導(dǎo)體（一）兩類導(dǎo)體2022/12/11一、基本概念A(yù).自由電子作定向移動而導(dǎo)電2022/12/12兩類導(dǎo)體A.正、負離子作反向移動而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生C.導(dǎo)電總量分別由正、負離子分擔(dān)⒉第二類導(dǎo)體

又稱離子導(dǎo)體，如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等。2022/12/11兩類導(dǎo)體A.正、負離子作反向移動而導(dǎo)電2022/12/12（二）原電池、電解池若外電路中并聯(lián)有一定電壓的外加電源，電流由外加電源流入電解質(zhì)溶液便發(fā)生了化學(xué)變化，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置——電解池。若與兩電極間聯(lián)上電子導(dǎo)體后，可自發(fā)地在電極上發(fā)生化學(xué)變化，且產(chǎn)生電流，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置——原電池。2022/12/11（二）原電池、電解池若外電路中并2022/12/12電極命名法電勢低的極稱為負極，電子從負極流向正極。負極：電勢高的極稱為正極，電流從正極流向負極。正極：按電位高低（物理）：2022/12/11電極命名法電勢低的極稱為負極，負極：電勢2022/12/12電極命名法發(fā)生還原作用的極稱為陰極陰極：(Cathode)發(fā)生氧化作用的極稱為陽極陽極：(Anode)按反應(yīng)性質(zhì)（化學(xué)）：2022/12/11電極命名法發(fā)生還原作用的極稱為陰極陰極：2022/12/12電極命名法在電解池中：陽極正極陰極負極在原電池中：陽極負極陰極正極2022/12/11電極命名法在電解池中：陽極正極陰極負2022/12/12二、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理陰離子遷向陽極陽離子遷向陰極1.電化學(xué)中離子在電場作用下而引起的定向移動——離子電遷移。這些離子的定向遷移形成了電流在溶液中通過。

在兩個電極的金屬/界面處，電流是如何得以連續(xù)通過的呢？2022/12/11二、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理陰離子遷向陽極陽2022/12/12電解池陰極2H++2e-H2陽極2Cl--2e-Cl2

氧化－還原反應(yīng)使兩電極分別得到、失去電子，效果好像負極有電子進入溶液，而正極得到了從溶液中跑出的電子，使電流在金屬/溶液界面處得以連續(xù)通過。電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理2.電極反應(yīng)2022/12/11電解池陰極2H++2e-2022/12/121.電化學(xué)裝置可以進行電能與化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化。原電池：化學(xué)能電能對外做功電解池：電能化學(xué)能消耗電功結(jié)論2.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理：(1)電解質(zhì)溶液中，電流的傳導(dǎo)是由陰陽離子的遷移共同完成的。(2)在兩個電極/溶液的界面處電流的連續(xù)是通過電子得失實現(xiàn)的。明確指出：借助電化學(xué)裝置實現(xiàn)電能與化學(xué)能間的轉(zhuǎn)化，是由電解質(zhì)溶液中的離子定向移動和電極上發(fā)生的電極反應(yīng)共同完成的，二者缺一不可。2022/12/111.電化學(xué)裝置可以進行電能與化學(xué)能2022/12/12當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時，通過電極的電量與發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)的量成正比。法拉第定律的文字表述：三、Faraday’sLaw欲得到1mol金屬M，需要通過的電子，也即的電量。取電子的得失數(shù)為，通入的電量為Q，則電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量n為：或2022/12/11當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時，通過電2022/12/12法拉第常數(shù)F

1mol電子的電量稱為一個法拉第，用F表示。又稱為法拉第常數(shù)。已知一個電子的電量為=6.022×1023

mol-1×1.6022×10-19C=96484.6C·mol-1≈96500C·mol-12022/12/11法拉第常數(shù)F1mol電子的電量稱為一2022/12/12法拉第定律的意義⒈是電化學(xué)上最早的定量的基本定律，揭示了通入的電量與析出物質(zhì)之間的定量關(guān)系。⒉該定律在任何溫度、任何壓力下均可以使用。⒊該定律的使用沒有什么限制條件。

反過來，利用從電解過程中電極上析出（溶解）的物質(zhì)的量，可推算電極上通過的電量。由此便產(chǎn)生了電量計：銅電量計、銀電量計、氣體電量計等。2022/12/11法拉第定律的意義⒈是電化學(xué)上最早的定量2022/12/12四、離子遷移數(shù)設(shè)正離子遷移速率是負離子的三倍（v+=3v-）正離子導(dǎo)3mol電量，負離子導(dǎo)1mol電量。在假想的AA、BB平面上有3mol正離子和1mol負離子逆向通過。

電遷移現(xiàn)象通電結(jié)束，陽極部正、負離子各少了3mol，陰極部只各少了1mol，而中部溶液濃度仍保持不變。2022/12/11四、離子遷移數(shù)設(shè)正離子遷移速率是負離子的2022/12/12通入4F電量

遷移過程：Q+＋

│Q－│＝Ｑ2022/12/11通入4F電量遷移過程：Q2022/12/121、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電任務(wù)是由正、負離子共同承擔(dān)，向陰、陽兩極遷移的正、負離子物質(zhì)的量總和恰好等于通入溶液的總電量。結(jié)論:2022/12/111、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電任務(wù)是由正、負離子共2022/12/12離子遷移數(shù)——某離子i

運載的電量與通入溶液的總電量之比。如果溶液中只有一種電解質(zhì)，則：離子遷移數(shù)ti與遷移速率v

的關(guān)系2022/12/11離子遷移數(shù)——某離子i運載的電量與通入2022/12/12離子的電遷移率（離子淌度）ti與電遷移率u的關(guān)系離子遷移數(shù)2022/12/11離子的電遷移率（離子淌度）ti與電遷移率2022/12/12

設(shè)某電解質(zhì)溶液中正離子的濃度為，所帶電荷為，遷移速率為，在電位梯度方向上面積為A的截面上,單位時間內(nèi)正離子所攜帶電量可表示為：離子遷移數(shù)與離子遷移速率2022/12/11設(shè)某電解質(zhì)溶液中正離子的濃度2022/12/12整個電解質(zhì)溶液呈電中性，所以有：同樣離子遷移數(shù)與離子遷移速率2022/12/11整個電解質(zhì)溶液呈電中性，所以有：同樣離子2022/12/127.2

電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)的測定電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系離子獨立移動定律2022/12/117.2電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力電導(dǎo)、電導(dǎo)2022/12/12一、電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率1.電導(dǎo)（electriccondutance）電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，單位為或。對金屬導(dǎo)體，習(xí)慣用R表示導(dǎo)電能力：對電解質(zhì)溶液，習(xí)慣用1/R表示：2022/12/11一、電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率1.電導(dǎo)（e2022/12/12電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2.電導(dǎo)率（electrolyticconductivity）比例系數(shù)稱為電導(dǎo)率。電導(dǎo)率也就是電阻率的倒數(shù)：

電導(dǎo)率相當(dāng)于單位長度、單位截面積導(dǎo)體的電導(dǎo)，單位是或。2022/12/11電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2.電導(dǎo)率（el2022/12/12

強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的變化曲線上有最高點（如H2SO4和KOH溶液）；弱電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率隨濃度變化不顯著（如醋酸）。電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系3.電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的變化2022/12/12對強電解質(zhì)，電導(dǎo)率隨濃度增大而升高，當(dāng)濃度增加到一定程度由于陰陽離子間的相互吸引明顯增大，使離子的運動速度下降，電導(dǎo)率也下降，因而電導(dǎo)率隨濃度變化曲線上有最高點。對弱電解質(zhì)，電導(dǎo)率隨濃度增大略有增加變化不明顯。因為濃度增大時，雖然單位體積內(nèi)電解質(zhì)分子數(shù)增加了，但電離度減小了，因而溶液中離子數(shù)目變化不顯著。電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11對強電解質(zhì)，電導(dǎo)率隨濃度增2022/12/12電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率在相距單位距離的兩個平行電導(dǎo)電極之間，放置含有1mol電解質(zhì)的溶液，這時溶液所具有的電導(dǎo)稱為摩爾電導(dǎo)率，單位為。4.摩爾電導(dǎo)率（molarconductivity）2022/12/11電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率在相距單2022/12/12電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2022/12/11電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2022/12/125.極限摩爾電導(dǎo)率定義：當(dāng)c0時的意義：極限摩爾電導(dǎo)率代表離子間無靜電作用時，1mol電解質(zhì)導(dǎo)電能力，所以它是電解質(zhì)導(dǎo)電能力的標(biāo)志可查手冊，強電解質(zhì)的值可由實驗外推2022/12/115.極限摩爾電導(dǎo)率定義：當(dāng)c2022/12/12摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系

由于溶液中導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定，都為1mol，所以，當(dāng)濃度降低時，粒子之間相互作用減弱，正、負離子遷移速率加快，溶液的摩爾電導(dǎo)率必定升高。但不同的電解質(zhì)，摩爾電導(dǎo)率隨濃度降低而升高的程度也大不相同。6.摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系由于溶液中導(dǎo)2022/12/12（1）強電解質(zhì)的與c的關(guān)系

隨著濃度下降，升高，通常當(dāng)濃度降至以下時，與之間呈線性關(guān)系。德國科學(xué)家柯爾勞許總結(jié)的經(jīng)驗式為：

是與電解質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)；是無限稀釋電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率（極限摩爾電導(dǎo)率）可通過直線外推至 得到。摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11（1）強電解質(zhì)的與c的關(guān)系2022/12/12（2）弱電解質(zhì)的與c的關(guān)系

隨著濃度下降，也緩慢升高，但變化不大。等稀到一定程度，迅速增大，當(dāng)溶液很稀時，與不存在上述關(guān)系，見 的與的關(guān)系曲線。摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系原因：稀釋過程中雖然電極間電解質(zhì)物質(zhì)的量未變，但電離度卻大為增加，使能導(dǎo)電的離子數(shù)目也大為增加，所以隨濃度的降低而迅速增大。弱電解質(zhì)的不能用外推法得到。2022/12/11（2）弱電解質(zhì)的與c的關(guān)系隨2022/12/12摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/12二、電導(dǎo)的測定

電導(dǎo)測定實際上測定的是電阻，將電阻值換算成電導(dǎo)在儀器上顯示出來，常用的惠斯登電橋如圖所示。

AB為均勻的滑線電阻，R1為可變電阻，并聯(lián)一個可變電容F以便調(diào)節(jié)與電導(dǎo)池實現(xiàn)阻抗平衡，M為放有待測溶液的電導(dǎo)池，Rx電阻待測。I是頻率在1000Hz左右的高頻交流電源，G為耳機或陰極示波器。2022/12/11二、電導(dǎo)的測定電導(dǎo)測定實際上測定的是2022/12/12電導(dǎo)的測定2022/12/11電導(dǎo)的測定2022/12/12電導(dǎo)池常數(shù)（cellconstant）原理：（其中c已知）求R：Weston電橋測l/A：電導(dǎo)池常數(shù)，表示為Kcell通常把已知電導(dǎo)率的溶液注入電導(dǎo)池測其電阻求得?，F(xiàn)在多用電導(dǎo)率儀直接測2022/12/11電導(dǎo)池常數(shù)（cellconstant）2022/12/12三、離子獨立移動定律

德國科學(xué)家柯爾勞許根據(jù)大量的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)律：在無限稀釋時，所有電解質(zhì)都全部電離，而且離子間一切作用均可忽略，因此離子在一定電場作用下的遷移速度只取決于該種離子的本性與共存的其它離子的性質(zhì)無關(guān)。這就稱為柯爾勞許離子獨立移動定律。每種離子的均為一定值，由于電流的傳遞由正負離子共同分擔(dān)所以可認為是兩種離子的摩爾電導(dǎo)率之和。2022/12/11三、離子獨立移動定律德國科學(xué)家柯爾2022/12/12很明顯，根據(jù)各種離子的也可直接求電解質(zhì)（強或弱電解質(zhì)）的。如何求離子的？弱電解質(zhì)極限摩爾電導(dǎo)率的求算2022/12/11很明顯，根據(jù)各種離子的2022/12/12離子摩爾電導(dǎo)率與遷移數(shù)的關(guān)系因為電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率是正負離子的摩爾電導(dǎo)率的總合，而導(dǎo)電過程中總電量是正負離子共同承擔(dān)，因此，離子遷移數(shù)也可以看成離子的摩爾電導(dǎo)率占電解質(zhì)摩爾電導(dǎo)率的分數(shù)。對濃度不太高的強電解質(zhì)測出遷移數(shù)和電解質(zhì)的，就可求出正負離子的。2022/12/11離子摩爾電導(dǎo)率與遷移數(shù)的關(guān)系因為電解質(zhì)的2022/12/121.計算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù)7.3電導(dǎo)測定的應(yīng)用示例2022/12/111.計算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù)7.32022/12/12若電解質(zhì)為MA（1－1或2－2型）這就是奧斯特瓦爾德稀釋定律電導(dǎo)測定的應(yīng)用示例2022/12/11若電解質(zhì)為MA（1－1或2－2型）這就是2022/12/12電導(dǎo)測定的應(yīng)用示例2.測定難溶鹽的溶解度

a．難溶鹽(如AgCl)飽和溶液的濃度極稀，可認為

運用摩爾電導(dǎo)率的公式就可以求得難溶鹽飽和溶液的濃度。b．難溶鹽本身的電導(dǎo)率很低，這時水的電導(dǎo)率就不能忽略

的值可從離子的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率的表值得到。2022/12/11電導(dǎo)測定的應(yīng)用示例2.測定難溶鹽的溶解度2022/12/12電導(dǎo)測定的應(yīng)用3.電導(dǎo)滴定利用滴定過程中體系電導(dǎo)變化的轉(zhuǎn)折來指示滴定終點的方法即為電導(dǎo)滴定。通常被滴定溶液中一種離子與滴入試劑中的一種離子相結(jié)合，使溶液中原有的離子被另一種離子取代，溶液的電導(dǎo)改變。2022/12/11電導(dǎo)測定的應(yīng)用3.電導(dǎo)滴定利2022/12/12電導(dǎo)測定的應(yīng)用1.用NaOH標(biāo)準溶液滴定HCl2.用NaOH滴定HAc

電導(dǎo)滴定的優(yōu)點是不用指示劑且不用過分擔(dān)心滴過終點，只須在終點前后適當(dāng)做幾次測定，根據(jù)實驗點趨勢畫出曲線，交點即為滴定終點。對有色溶液和沉淀反應(yīng)都能得到較好的效果，并能自動紀錄。2022/12/11電導(dǎo)測定的應(yīng)用1.用NaOH標(biāo)準溶液滴定2022/12/12電導(dǎo)測定的應(yīng)用電導(dǎo)測定的應(yīng)用NaOH＋ＨＣｌ＝ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ2022/12/11電導(dǎo)測定的應(yīng)用電導(dǎo)測定的應(yīng)用NaOH＋2022/12/12電化學(xué)研究對象電能

化學(xué)能電解池電池

電化學(xué)主要是研究電能和化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)。2022/12/11電化學(xué)研究對象電能 化學(xué)能電解池電池2022/12/12電化學(xué)技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測電化學(xué)傳感器離子傳感器：摻EuF2

的氟化鑭傳感器監(jiān)測飲用水或污水中氟的含量氣體傳感器：氧化鋯陶瓷傳感器，用于測定O2

、CO2

、CO、SOx

電化學(xué)生物傳感器：快速、靈敏、準確、結(jié)構(gòu)簡單、便于自動化尿素酶膜/NH3

電極測定尿素2022/12/11電化學(xué)技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測電化學(xué)傳感器離子傳2022/12/122022/12/112022/12/12電化學(xué)裝置有兩類：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的為原電池；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的為電解池。兩者都必須包含有電解質(zhì)溶液和電極兩部分。

電化學(xué)2022/12/11電化學(xué)裝置有兩類：化學(xué)能轉(zhuǎn)化2022/12/12

7.1離子的電遷移一、基本概念兩類導(dǎo)體正極、負極陰極、陽極原電池電解池二、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理三、Faraday’sLaw2022/12/117.1離子的電遷移一、基本概念兩類2022/12/12一、基本概念A(yù).自由電子作定向移動而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化C.導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)又稱電子導(dǎo)體，如金屬、石墨等。1.第一類導(dǎo)體（一）兩類導(dǎo)體2022/12/11一、基本概念A(yù).自由電子作定向移動而導(dǎo)電2022/12/12兩類導(dǎo)體A.正、負離子作反向移動而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生C.導(dǎo)電總量分別由正、負離子分擔(dān)⒉第二類導(dǎo)體

又稱離子導(dǎo)體，如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等。2022/12/11兩類導(dǎo)體A.正、負離子作反向移動而導(dǎo)電2022/12/12（二）原電池、電解池若外電路中并聯(lián)有一定電壓的外加電源，電流由外加電源流入電解質(zhì)溶液便發(fā)生了化學(xué)變化，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置——電解池。若與兩電極間聯(lián)上電子導(dǎo)體后，可自發(fā)地在電極上發(fā)生化學(xué)變化，且產(chǎn)生電流，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置——原電池。2022/12/11（二）原電池、電解池若外電路中并2022/12/12電極命名法電勢低的極稱為負極，電子從負極流向正極。負極：電勢高的極稱為正極，電流從正極流向負極。正極：按電位高低（物理）：2022/12/11電極命名法電勢低的極稱為負極，負極：電勢2022/12/12電極命名法發(fā)生還原作用的極稱為陰極陰極：(Cathode)發(fā)生氧化作用的極稱為陽極陽極：(Anode)按反應(yīng)性質(zhì)（化學(xué)）：2022/12/11電極命名法發(fā)生還原作用的極稱為陰極陰極：2022/12/12電極命名法在電解池中：陽極正極陰極負極在原電池中：陽極負極陰極正極2022/12/11電極命名法在電解池中：陽極正極陰極負2022/12/12二、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理陰離子遷向陽極陽離子遷向陰極1.電化學(xué)中離子在電場作用下而引起的定向移動——離子電遷移。這些離子的定向遷移形成了電流在溶液中通過。

在兩個電極的金屬/界面處，電流是如何得以連續(xù)通過的呢？2022/12/11二、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理陰離子遷向陽極陽2022/12/12電解池陰極2H++2e-H2陽極2Cl--2e-Cl2

氧化－還原反應(yīng)使兩電極分別得到、失去電子，效果好像負極有電子進入溶液，而正極得到了從溶液中跑出的電子，使電流在金屬/溶液界面處得以連續(xù)通過。電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理2.電極反應(yīng)2022/12/11電解池陰極2H++2e-2022/12/121.電化學(xué)裝置可以進行電能與化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化。原電池：化學(xué)能電能對外做功電解池：電能化學(xué)能消耗電功結(jié)論2.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機理：(1)電解質(zhì)溶液中，電流的傳導(dǎo)是由陰陽離子的遷移共同完成的。(2)在兩個電極/溶液的界面處電流的連續(xù)是通過電子得失實現(xiàn)的。明確指出：借助電化學(xué)裝置實現(xiàn)電能與化學(xué)能間的轉(zhuǎn)化，是由電解質(zhì)溶液中的離子定向移動和電極上發(fā)生的電極反應(yīng)共同完成的，二者缺一不可。2022/12/111.電化學(xué)裝置可以進行電能與化學(xué)能2022/12/12當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時，通過電極的電量與發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)的量成正比。法拉第定律的文字表述：三、Faraday’sLaw欲得到1mol金屬M，需要通過的電子，也即的電量。取電子的得失數(shù)為，通入的電量為Q，則電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量n為：或2022/12/11當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時，通過電2022/12/12法拉第常數(shù)F

1mol電子的電量稱為一個法拉第，用F表示。又稱為法拉第常數(shù)。已知一個電子的電量為=6.022×1023

mol-1×1.6022×10-19C=96484.6C·mol-1≈96500C·mol-12022/12/11法拉第常數(shù)F1mol電子的電量稱為一2022/12/12法拉第定律的意義⒈是電化學(xué)上最早的定量的基本定律，揭示了通入的電量與析出物質(zhì)之間的定量關(guān)系。⒉該定律在任何溫度、任何壓力下均可以使用。⒊該定律的使用沒有什么限制條件。

反過來，利用從電解過程中電極上析出（溶解）的物質(zhì)的量，可推算電極上通過的電量。由此便產(chǎn)生了電量計：銅電量計、銀電量計、氣體電量計等。2022/12/11法拉第定律的意義⒈是電化學(xué)上最早的定量2022/12/12四、離子遷移數(shù)設(shè)正離子遷移速率是負離子的三倍（v+=3v-）正離子導(dǎo)3mol電量，負離子導(dǎo)1mol電量。在假想的AA、BB平面上有3mol正離子和1mol負離子逆向通過。

電遷移現(xiàn)象通電結(jié)束，陽極部正、負離子各少了3mol，陰極部只各少了1mol，而中部溶液濃度仍保持不變。2022/12/11四、離子遷移數(shù)設(shè)正離子遷移速率是負離子的2022/12/12通入4F電量

遷移過程：Q+＋

│Q－│＝Ｑ2022/12/11通入4F電量遷移過程：Q2022/12/121、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電任務(wù)是由正、負離子共同承擔(dān)，向陰、陽兩極遷移的正、負離子物質(zhì)的量總和恰好等于通入溶液的總電量。結(jié)論:2022/12/111、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電任務(wù)是由正、負離子共2022/12/12離子遷移數(shù)——某離子i

運載的電量與通入溶液的總電量之比。如果溶液中只有一種電解質(zhì)，則：離子遷移數(shù)ti與遷移速率v

的關(guān)系2022/12/11離子遷移數(shù)——某離子i運載的電量與通入2022/12/12離子的電遷移率（離子淌度）ti與電遷移率u的關(guān)系離子遷移數(shù)2022/12/11離子的電遷移率（離子淌度）ti與電遷移率2022/12/12

設(shè)某電解質(zhì)溶液中正離子的濃度為，所帶電荷為，遷移速率為，在電位梯度方向上面積為A的截面上,單位時間內(nèi)正離子所攜帶電量可表示為：離子遷移數(shù)與離子遷移速率2022/12/11設(shè)某電解質(zhì)溶液中正離子的濃度2022/12/12整個電解質(zhì)溶液呈電中性，所以有：同樣離子遷移數(shù)與離子遷移速率2022/12/11整個電解質(zhì)溶液呈電中性，所以有：同樣離子2022/12/127.2

電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)的測定電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系離子獨立移動定律2022/12/117.2電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力電導(dǎo)、電導(dǎo)2022/12/12一、電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率1.電導(dǎo)（electriccondutance）電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，單位為或。對金屬導(dǎo)體，習(xí)慣用R表示導(dǎo)電能力：對電解質(zhì)溶液，習(xí)慣用1/R表示：2022/12/11一、電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率1.電導(dǎo)（e2022/12/12電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2.電導(dǎo)率（electrolyticconductivity）比例系數(shù)稱為電導(dǎo)率。電導(dǎo)率也就是電阻率的倒數(shù)：

電導(dǎo)率相當(dāng)于單位長度、單位截面積導(dǎo)體的電導(dǎo)，單位是或。2022/12/11電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2.電導(dǎo)率（el2022/12/12

強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的變化曲線上有最高點（如H2SO4和KOH溶液）；弱電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率隨濃度變化不顯著（如醋酸）。電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系3.電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的變化2022/12/12對強電解質(zhì)，電導(dǎo)率隨濃度增大而升高，當(dāng)濃度增加到一定程度由于陰陽離子間的相互吸引明顯增大，使離子的運動速度下降，電導(dǎo)率也下降，因而電導(dǎo)率隨濃度變化曲線上有最高點。對弱電解質(zhì)，電導(dǎo)率隨濃度增大略有增加變化不明顯。因為濃度增大時，雖然單位體積內(nèi)電解質(zhì)分子數(shù)增加了，但電離度減小了，因而溶液中離子數(shù)目變化不顯著。電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11對強電解質(zhì)，電導(dǎo)率隨濃度增2022/12/12電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率在相距單位距離的兩個平行電導(dǎo)電極之間，放置含有1mol電解質(zhì)的溶液，這時溶液所具有的電導(dǎo)稱為摩爾電導(dǎo)率，單位為。4.摩爾電導(dǎo)率（molarconductivity）2022/12/11電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率在相距單2022/12/12電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2022/12/11電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率2022/12/125.極限摩爾電導(dǎo)率定義：當(dāng)c0時的意義：極限摩爾電導(dǎo)率代表離子間無靜電作用時，1mol電解質(zhì)導(dǎo)電能力，所以它是電解質(zhì)導(dǎo)電能力的標(biāo)志可查手冊，強電解質(zhì)的值可由實驗外推2022/12/115.極限摩爾電導(dǎo)率定義：當(dāng)c2022/12/12摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系

由于溶液中導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定，都為1mol，所以，當(dāng)濃度降低時，粒子之間相互作用減弱，正、負離子遷移速率加快，溶液的摩爾電導(dǎo)率必定升高。但不同的電解質(zhì)，摩爾電導(dǎo)率隨濃度降低而升高的程度也大不相同。6.摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系由于溶液中導(dǎo)2022/12/12（1）強電解質(zhì)的與c的關(guān)系

隨著濃度下降，升高，通常當(dāng)濃度降至以下時，與之間呈線性關(guān)系。德國科學(xué)家柯爾勞許總結(jié)的經(jīng)驗式為：

是與電解質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)；是無限稀釋電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率（極限摩爾電導(dǎo)率）可通過直線外推至 得到。摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11（1）強電解質(zhì)的與c的關(guān)系2022/12/12（2）弱電解質(zhì)的與c的關(guān)系

隨著濃度下降，也緩慢升高，但變化不大。等稀到一定程度，迅速增大，當(dāng)溶液很稀時，與不存在上述關(guān)系，見 的與的關(guān)系曲線。摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系原因：稀釋過程中雖然電極間電解質(zhì)物質(zhì)的量未變，但電離度卻大為增加，使能導(dǎo)電的離子數(shù)目也大為增加，所以隨濃度的降低而迅速增大。弱電解質(zhì)的不能用外推法得到。2022/12/11（2）弱電解質(zhì)的與c的關(guān)系隨2022/12/12摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/11摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系2022/12/12二、電導(dǎo)的測定

電導(dǎo)測定實際上測定的是電阻，將電阻值換算成電導(dǎo)在儀器上顯示出來，常用的惠斯登電橋如圖所示。

AB為均勻的滑線電阻，R1為可變電阻，并聯(lián)一個可變電容F以便調(diào)節(jié)與電導(dǎo)池實現(xiàn)阻抗平衡，M為放有待測溶液的電導(dǎo)池，Rx電阻待測。I是頻率在1000Hz左右的高頻交流電源，G為耳機或陰極示波器。2022/12/11二、電導(dǎo)的測定電導(dǎo)測定實際上測定的是2022/12/12電導(dǎo)的測定2022/12/11電導(dǎo)的測定2022/12/12電導(dǎo)池常數(shù)（cellconstant）原理：（其中c已知）求R：We