第七章 电化学
教学目的与要求 了解电解质溶液的导电机理和法拉第定律、离子独立运动定律
理解离子迁移数、电导率, 摩尔电导率的概念。理解电导测定的应用。理解电解质活度和离子平均活度系数的概念。 了解离子氛的概念和Debye-Huckel极限公式。
理解可逆电池及韦斯顿标准电池，理解原电池电动势和热力学函数的关系。掌握能斯特方程及其计算。掌握电动势测定方法与其主要应用。掌握各种类型电极的特征。理解把电池反应设计成电池的方法。理解电极极化的原因和超电势的概念。
了解分解电压、析出电势的概念以及析出反应次序与析出电势的关系*。
教学重点与难点 重点：电化学系统中的基本原理及其应用。
难点：离子氛的概念，电解质活度、离子平均活度系数和 超电势的计算
.作业： 7.1 7.5 7.7 7.11 7.13 7.16 7.19 7.25 7.29 7.30 7.36 7.40
电化学主要研究电能和化学能相互转化的一门科学。是物理化学的一个重要分支。 研究的主要内容： 电解质溶液、电化学平衡电极过程热力学、应用问题
*
7-1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律 一、基本概念 1、 导体分类
第一类导体（电子导体）：依靠电子在电场下作定向移动导体。如金属、石墨等 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
第二类导体（又称离子导体），如电解质溶液、熔融电解质等。 依靠正负离子在电场作用下移动导电。 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
2、 电池（电解池、原电池）
（1）电解池装置
（2） 原电池装置
3. 阴极、阳极和正、负极的确定 ① 按电势的高低 高→正极 低→负极
② 按得失电子的不同
失电子，发生氧化反应→阳极 得电子，发生还原反应→阴极 4. 分析对照图讲解
原电池中：负极（阳极），正极（阴极） 电解池中：负极（阴极），正极（阳极） 5. 电解质溶液的导电机理
正、负离子的定向移动以及在电极溶液界面上发生化学反应而实现。 电极反应：电极上进行的有电子得失的化学反应 电池反应：两个电极反应的总和。（不体现e） 二、法拉第定律（1883年，Faraday.M） 内容：
1、电解时，电极上得到的电解产物与通过的电量成正比。
2、相同的电量通过电解质溶液，任一电极上得失电子的物质的量相同。 对于任一电极反应： 定义：
法拉第常数
通过电极的电量与电极反应进度和电极反应进度和电极反应电荷数成正比。
适用范围：对电解池、原电池均适用。
应用：电量计（库仑计）可测定带年纪反映中反应物或产物物质的量变化。
例题1：
7-2离子的迁移数
1、离子的迁移现象
即：离子在电场作用下的定向移动。
电解池与外线路相连，相当于一个串联回路。
在电解质溶液中，电量输送是由正、负离子共同完成的。
若正、负离子速度相同，而电荷不同，那么其输送的电量也不同。 2、离子迁移数（ ）
离子迁移的量化。比较各种离子的迁移能力。
定义：在一定条件下，每种离子在单位时间内所输送的电量占所输送总电量的分数。即每种离子对输送总电量的贡献。 ? 阴、阳离子运动速度的不同 ? 阴、阳离子迁移的电量不同
? 离子迁出相应电极区物质的量不同
其中
影响因素：离子的运动速度。（离子本性，溶剂性质，温度、电场强度） 注意：电场强度岁影响离子运动速度，但并不影响离子迁移数，因 为当电场强度改变时，阴、阳极离子运动速度按同比改变。 3、离子迁移率（淌度）及其迁移数的关系 单位：
表征：在单位梯度的电场中离子的迁移速度。
4、迁移数的测定
希托夫法原理：分别测定离子迁出相应极区的物质的量及发生电极反应的物质的量
例题2
7-3电导、电导率和摩尔电导率
1、 电导、电导率和摩尔电导率的定义
电导： 单位：“欧-1”，“S”
电导率：（k）导体的导电能力与倒替的本身有关外，还与导体的几何形状有关。
?1?1?1 电导率相当于单位长度、单位截面积导体的电导，单位是S?m或 ??m。 摩尔电导率：
体积的大小对电导有影响，若在相同的体积下，电解质浓度对电导的影响情况如何？
c的单位：
c的单位：
2、 电导的测定 即测定电解质溶液电阻（惠斯通电桥）
lAs1RxlAs1Rx??Gx?????Kcell
电导池系数 例3 p10
Kcell?lA Kcell??Rx
3、 影响溶液电导的因素：
（1）电解质本身 （2）温度T↑，G↑（压力影响不大） （3）浓度的影响（ 柯尔劳许公式： 在很稀溶液中： 解质导电能力的大小 讨论：（1） （2）
4、 离子独立运动定律： （1） 实验现象
电解质 KCl LiCl 0.01101 HCl 0.02715 0.02367 0.04262 0.04213 0.00049 0.00348 0.01499 0.01150 0.01450 0.00349 0.00349 差值 与
）
为线形关系。上式可求强电解质的Λ
?
m
，并用于比较不同电
在无限稀溶液中的摩尔电导率（极限摩尔电导率）。
不适用于弱电解质。
KCl 0.01499 0.01450 0.00049 结论：在无限稀的溶液中离子的导电能力不受其它离子的影响。
（2） 柯尔劳施离子独立运动定律 在无限稀的溶液中，每种离子极限摩尔电导率的贡献一定，而与其它离子存在及种类无