電化學計算題舉例

電化學計算題舉例第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）根據(jù)公式,0.0025mol·dm–3K2SO4溶液的電導率為根據(jù)（7.3.4）,0.0025mol·dm–3溶液的摩爾電導率為

第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

離子獨立運動定律的意義：在無限稀薄溶液中，摩爾電導率具有嚴格的加和性。例：無限稀薄時離子的摩爾電導率見表離子的摩爾電導率有必要指明涉及的基本單元。如：第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月H+和OH－的傳遞方式

Grotthusmechanism(1805)第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）檢驗水的純度事實上，水的電導率小于就認為是很純的了，有時稱為“電導水”，若大于這個數(shù)值，那肯定含有某種雜質。5、電導測定的應用

純水本身有微弱的解離，和的濃度近似為， ，查表得，這樣，純水的電導率應為常見離子的電導率：1.0x10-1Sm-1普通蒸餾水的電導率：1.0x10-3Sm-1藥用去離子水電導率：1.0x10-4Sm-1第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）計算弱電解質的解離度及解離常數(shù)對弱電解質：

解離度

=已電離的溶質摩爾數(shù)/溶液中全部溶質摩爾數(shù)

=已經電離的溶質產生的電導/全部溶質產生的電導

=已知：CH3COOH+

H++CH3COO-

離解前C00離解平衡第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）測定難溶鹽的溶解度1）．難溶鹽飽和溶液的濃度極稀，可認為 的值可從離子的無限稀釋摩爾電導率的表值得到。2）．難溶鹽本身的電導率很低，這時水的電導率就不能忽略，所以：運用摩爾電導率的公式就可以求得難溶鹽飽和溶液的濃度。第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月例2

根據(jù)電導的測定得出25℃時氯化銀飽和水溶液的電導率為3.14×10―4S·m―1

。已知同溫度下配制此溶液所用的水的電導率為1.60×10―4S·m―1

。試計算25℃時氯化銀的溶解度。解：

氯化銀在水中的溶解度極微，其飽和水溶液的電導率k(溶液），為氯化銀的電導率k(AgCl)與所用水的電導率k(H2O)之和，即第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

AgCl飽和水溶液的摩爾電導率可以看做是無限稀釋溶液的摩爾電導率,故可根據(jù)式（7.3.6）由陰、陽離子的無限稀釋摩爾電導率求和算出。由表7.3.2知：

由式（7.3.3）,即可計算出氯化銀的溶解度：第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）電導滴定在滴定過程中，離子濃度不斷變化，電導率也不斷變化，利用電導率變化的轉折點，確定滴定終點。電導滴定的優(yōu)點是不用指示劑，對有色溶液和沉淀反應都能得到較好的效果，并能自動紀錄。例如：第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1.用NaOH標準溶液滴定HCl2.用NaOH滴定HAc3.用 滴定 ，產物 均為沉淀第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月橋梁公式:原電池熱力學----熱力學與電化學的橋梁第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

例：25℃時，反應Cd+2AgCl→CdCl2+2Ag.試設計成電池，寫出電池的表達式和電極反應，并計算電池反應的ΔG、ΔS、ΔH.已知該電池25℃時的電動勢為0.6753V，溫度每升高1K，電動勢降低6.5×10-4V/K.

解：設計電池：（-）Cd（s）|CdCl2（aq）|AgCl（s），Ag（s）（+）反應：正極2AgCl+2e→2Ag+2Cl-

負極Cd-2e→Cd2+

電池2AgCl→2Ag+CdCl2

由電極反應知Z=2，故：

ΔG=-ZFE=-2×96500×0.06573=-130.34KJΔS=（dE/dT）p×

ZF=2×96500×（-6.5×10-4）=-0.1255J/KΔH=ΔG+TΔS=-130.34+298×（-0.1255）=-167.80KJ第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

例:試用E

數(shù)據(jù)計算下列反應在25℃時的標準平衡常數(shù)K

(298.15K)。解設反應組成的電池為：Zn

Zn2+

Cu2+

Cu由表7-7-1查得E

(Cu2+｜Cu)=0.3402V，E

(Zn2+｜Zn)=-0.7626V所以＝E

(Cu2+｜Cu)-E

(Zn2+｜Zn)＝1.103V第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

試計算25℃時下列電池的電勢。解:

由兩電極的電極電勢求電動勢。先寫出電極反應；陽極反應陰極反應第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月最后，得電池電動勢：第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

寫出下列電池電動勢的能斯特方程，并計算

Eθ{H2O,OH―|H2(g)}。

解

：該電池由酸性氫電極作陽極，堿性氫電極作陰極，其電極反應為陽極陰極電池反應為第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月由能斯特方程有其中電池反應達到平衡時，E=0，則即

第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月因Eθ{H+|H2(g)}=0,且25℃時水的離子積Kw=1.008×10-14,代入得第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月例:將醌氫醌電極與飽和甘汞電極組成電池：Hg｜Hg2Cl2｜KCl(飽和)

Q

H2Q｜H+(pH＝？)｜Pt25℃時，測得E＝0.025V。求溶液的pH值。解

E(左極，還原)＝0.2410V(見表7-8-1）

E(右極，還原)＝(0.6997-0.05916pH)V

E＝E(右極，還原)-E(左極，還原)即0.025V＝(0.6997-0.05916pH-0.2410)V解得pH＝7.3第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月例：利用查表的數(shù)據(jù)，求25℃AgCl(s)在水中的溶度積KSP

解：溶解過程表示為陽極：陰極：

設計電池：第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月其電動勢為其中

查表可知，25℃時Eθ{AgCl(s)Ag}=0.2221V,Eθ(Ag+|Ag)=0.7994V。因AgCl(s)為純固體，a{AgCl(s)=1。在電池反應達到平衡時,E=0,a(Ag+)a(Cl–)=KSP

，故有第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月25℃時故得第23頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月解將反應設計如下電池：Fe｜Fe2+(a)

H+(a)｜O2(p

)｜Pt例:

鐵在酸性介質中被腐蝕的反應為：Fe+2H+(a)+(1/2)O2

Fe2+(a)+H2O問當a(H+)＝1，a(Fe2+)＝1，p(O2)＝p

，25℃時，反應向哪個方向進行?第24頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月因為a(H+）＝1，a(Fe2+）＝1，p(O2）/p

=p

/p

＝1，a(Fe)=1，a(H2O)≈1(水大量)所以E==E

(H+｜O2｜Pt)-E

(Fe2+｜Fe)由表查得：