1、2020/7/28,物理化學(xué)第8章,電化學(xué),2020/7/28,課前指導(dǎo),電化學(xué)的基本概念；電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率；電解質(zhì)的平均離子活度系數(shù)；可逆電池的電動(dòng)勢及其應(yīng)用；可逆電池和可逆電極； 電池電動(dòng)勢的測定；電池電動(dòng)勢的取號(hào)和電池的簡單設(shè)計(jì)；原電池?zé)崃W(xué)；電動(dòng)勢產(chǎn)生的機(jī)理；電極電勢和電池電動(dòng)勢；濃差電池和液體接界電勢的計(jì)算公式；電動(dòng)勢測定的應(yīng)用 。,1. 本章的主要內(nèi)容,2020/7/28,課前指導(dǎo),了解表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性質(zhì)的物理量。 理解平均活度系數(shù)定義并掌握其計(jì)算。 理解可逆電池的概念，理解能斯特方程的推導(dǎo)掌握其應(yīng)用。 掌握電池電動(dòng)勢與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系及其計(jì)算。 掌握常用電極符號(hào)、電極

2、反應(yīng)及其電極電勢的計(jì)算, 掌握電池電動(dòng)勢的計(jì)算及其應(yīng)用。 理解原電池的設(shè)計(jì)原理。,2. 本章的教學(xué)要求,2020/7/28,課前指導(dǎo),重點(diǎn)：電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率；電解質(zhì)的平均離子活度和平均離子活度系數(shù)；可逆電極的三種類型及其反應(yīng)；原電池?zé)崃W(xué)，熱力學(xué)函數(shù)的電化學(xué)方法計(jì)算；電極和電池的能斯特方程；電池電動(dòng)勢的計(jì)算。電解質(zhì)溶液平均活度系數(shù)的測定；電池反應(yīng)平衡常數(shù)的計(jì)算。 難點(diǎn)：電解質(zhì)的平均離子活度和平均離子活度系數(shù)；可逆電池的概念；電池的設(shè)計(jì)；氫標(biāo)電極電勢的概念；電解質(zhì)溶液平均活度系數(shù)的測定。,3. 本章的重點(diǎn)和難點(diǎn),2020/7/28,電化學(xué)分析 生物電化學(xué),2020/7/28,引言,2020/7

3、/28,干電池,2020/7/28,鉛蓄電池,2020/7/28,燃料電池,2020/7/28,電化學(xué)的研究目的,1. 為相當(dāng)一部分工藝過程提供電化學(xué)理論：實(shí)用電化學(xué)； 2. 相當(dāng)一部分熱力學(xué)函數(shù)變要靠電化學(xué)方法獲得：理論電化學(xué)； 3 . 為科研提供基本手段：測量簡單、靈敏度高、即時(shí)性、經(jīng)濟(jì)性。,2020/7/28,8.1 電解質(zhì)溶液,第二類導(dǎo)體的導(dǎo)電特點(diǎn),第二類導(dǎo)體的導(dǎo)電能力,電解質(zhì)溶液的活度,2020/7/28,8.1.1 第二類導(dǎo)體的導(dǎo)電特點(diǎn),A.自由電子作定向移動(dòng)而導(dǎo)電,B.導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化,C.溫度升高，電阻也升高,D.導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān),2020/7/28,兩類導(dǎo)體

4、,A.正、負(fù)離子作反向移動(dòng)而導(dǎo)電,B.導(dǎo)電過程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,C.溫度升高，電阻下降,D.導(dǎo)電總量分別由正、負(fù)離子分擔(dān),*固體電解質(zhì)，如 等，也屬于離子導(dǎo)體，但它導(dǎo)電的機(jī)理比較復(fù)雜，導(dǎo)電能力不高，本章以討論電解質(zhì)水溶液為主。,2020/7/28,導(dǎo)電機(jī)理,2020/7/28,電解池(electrolytic cell),2020/7/28,原電池(galvanic cell),2020/7/28,陰極、陽極,2020/7/28,8.1.2 第二類導(dǎo)體的導(dǎo)電能力,電導(dǎo)、電導(dǎo)率,摩爾電導(dǎo)率,離子獨(dú)立移動(dòng)定律,電導(dǎo)測定的應(yīng)用,2020/7/28,電導(dǎo)、電導(dǎo)率,電導(dǎo)（electric conduta

5、nce）,電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，單位為 或 。,2020/7/28,電導(dǎo)、電導(dǎo)率,電導(dǎo)率（electrolytic conductivity）,比例系數(shù) 稱為電導(dǎo)率。,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 。,2020/7/28,電導(dǎo)、電導(dǎo)率,2020/7/28,電導(dǎo)的測定,電導(dǎo)測定的裝置,電導(dǎo)測定實(shí)際上測定的是電阻，常用的韋斯頓電橋如圖所示。,AB為均勻的滑線電阻， 為可變電阻，并聯(lián)一個(gè)可變電容 以便調(diào)節(jié)與電導(dǎo)池實(shí)現(xiàn)阻抗平衡，M為放有待測溶液的電導(dǎo)池， 電阻待測。,I 是頻率在1000Hz左右的高頻交流電源，G為耳機(jī)或陰極示波器。,2020/7/28,電導(dǎo)的測定,2020/

6、7/28,電導(dǎo)的測定,接通電源后，移動(dòng)C點(diǎn)，使DGC線路中無電流通過，如用耳機(jī)則聽到聲音最小，這時(shí)D，C兩點(diǎn)電位降相等，電橋達(dá)平衡。根據(jù)幾個(gè)電阻之間關(guān)系就可求得待測溶液的電導(dǎo)。,2020/7/28,電導(dǎo)池常數(shù)（cell constant）,電導(dǎo)池常數(shù) 單位是 。,因?yàn)閮呻姌O間距離 和電極面積A無法用實(shí)驗(yàn)測量，通常用已知電導(dǎo)率的KCl溶液注入電導(dǎo)池，測定電阻后得到 。然后用這個(gè)電導(dǎo)池測未知溶液的電導(dǎo)率。,2020/7/28,的實(shí)驗(yàn)測定,先用已知電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液(見下表）注入電導(dǎo)池中，利用電導(dǎo)儀測其電導(dǎo)，代入式,測定其電導(dǎo)率。,中確定出電導(dǎo)池常數(shù)K，再將待測溶液置于同一電導(dǎo)池中，利用式,2020/7/28,電導(dǎo)、電導(dǎo)率的影響因素,1. 內(nèi)部因素 （1）離子數(shù)目 （2）遷移速率 （3）離子價(jià)數(shù),2020/7/28,電導(dǎo)、電導(dǎo)率的影響因素,（1）電導(dǎo)池常數(shù)； （2）T-每升高1，增加2-2.5%； （3）濃度,2. 外部條件,2020/7/28,電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系,2020/7/28,電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系,強(qiáng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的增加而升高。當(dāng)濃度增加到一定程度后，解