物理化学教案：第09章-电化学基础知识-教案

1、PAGE PAGE 34电 化 学电化学主要是研究电能和化学能之间相互转化及转化过程中有关规律的科学。早在160年吉尔白特（Sor William Gilbert,1544-1603,当时为伊丽莎白女皇的医生）观察到用毛皮摩擦过的琥珀有吸引其它轻微物体的能力，就用“electril”（希腊语“琥珀”）来描述这样的行为。但直到1799年伏特（Alessardro Voto,1745-1827,意大利物理学家）从银片、锌片交替的叠堆中成功的产生了可见火花，才提供了用直流电源进行广泛研究的可能性。1807年戴维（H，Davy,1778-1829,英国化学家）用电解成功的从钠、钾的氢氧化物中分离出了金

2、属钠和钾 。1833年法拉第（Michel Faraday,1791-1869,英国物理学家物化学家）根据多次实验结果归纳出了著名的法拉第定律，为电化学的定量研究和以后的电解工业奠定了理论基础。 电化学工业在今天已成为国民经济的重要组成部分。许多有色金属以及稀有金属的冶炼都采用电解的方法，例如铝、镁、钾、钠、锆、铜、铅、锌都是用电解法来冶炼的。利用电解方法可以制备许多化工产品，如氢氧化钠、氯气、氯酸钾，在化工生产中也广泛采用电催化和点合成反应。电镀工业与机械工业、电子工业和人们日常生活都有密切关系，绝大部分机械部件、电子关于中的各种电器零件都要镀上很薄的金属镀层，从而起到装饰、防腐、增加抗磨能

3、力和便于焊接等作用。化学电源是电化学在工业上广泛运用繁荣的另一重要方面，锌锰干电池，铅酸蓄电池等稳定又便于移动等特点在日常生活和汽车工业等方面起到了重要作用，随着科技的发展，能连续工作的燃料电池，各种体积小、重量轻的新型高能电池成为研究的热点。在实用电化学发展的同时，电化学中的一些理论也得到了发展。主要有以下几个方面：电解质的电离理论、强电解质溶液的离子互吸理论和电导理论、原电池电解池的产生理论。电极反应动力学的理论等，这些理论推动了电化学的发展。为了使电流流过电解质溶液，须将两个第一类电极浸入溶液，使电极与溶液直接接触。当电流流过溶液时，正负离子分别向两极移动，同时在电极上有氧化还原反应发生

4、。若用第一类导体连接两个电极并使电流在两极间通过，则构成外电路，这种装置就叫做电池（cell）。若在外电路中并联一个有一定电压外加电源，泽将有电流从外加电源流入电池。迫使电池中发生化学变化，此时电能就转变为化学能，该电池就称为电解池（electrolytic cell）.若电池能自发的在两极上发生化学反应，并产生电流，此时化学能转化为电能，则该电池就称为原电池（primary cell）。法拉第定律法拉第归纳了多次实验的结果，与1833年总结出了一条基本规律，称为法拉第定律（Faradays Law）：通电于电解质溶液之后，在电极上（即两相界上）发生化学变化的物质的物质的量与通入的电量成正比

5、。若将几个电解质串联，通入一定的电量后，在各个电解池的电极上发生反应的物质其物质的量等同，析出物质的质量与其摩尔质量成正比。一摩尔质子的电荷（即一摩尔电子所带电量的绝对值）成为法拉第常数，用F表示。F=L=6.02210mol1. 602211019C=96484.6Cmol96500Cmol如欲从含有M+离子的溶液中沉积1mol金属M,即 M+ + z+M 需要通过1molz+个电子, z+是出现在电极反应式中的电子计量系数.因此,当通过的电量为Q时,所沉积出金属的物质的量(n):n M=Q/F z+ 或写作 n=Q/Fz 所沉积的该金属的质量为： m=QM/ZF=ItM/ZF M为析出物的摩尔质量电 化 学 概 论电化学的任务电能和化学能相互转化以及转化过程中有关规律的科学.电能化学能G T,P P(2)负 正 电 电池反应 有两个电池串联而成（反极相联） 应指出: 浓差电池的最重要的特征，（）通过电极反应来实现。五液体接界电势与盐桥 1液体接界电势 2液体界面间的电迁移（设通过电量1mol） 整个变化3. 液体接界电势的计算对11型，所作的功为4. 盐桥的作用 盐桥的构成：饱和KCl溶液加3%琼脂凝聚而成 对盐桥的要求：A高浓度B正负离子迁移数尽量接近C盐桥溶液不能发生化学反应，也不参加电极反应 机理六. 电池