物理化学化学热力学统计热力学化学动力学量子化学基本定律：一定律、二定律应用：溶液、化学平衡、相平衡、电化学、表面、胶体宏观动力学微观动力学电极过程动力学物理化学体系的构成电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中的有关规律的科学。电能化学能电解池原电池电化学的研究任务⒈电解精炼和冶炼有色金属和稀有金属；电解法制备化工原料；电镀法保护和美化金属；还有氧化着色等。⒉电池汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生化和医学等方面都要用不同类型的化学电源。⒊电
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⒋生物电化学电化学的应用电化学研究的内容：1、电解质溶液2、可逆电池的电动势及其应用3、电解与极化作用电能化学能电解池原电池电化学的研究内容物理化学电子
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——第七章电能化学能电解电池物理化学电子教案——第七章主要内容电化学的基本概念和法拉第定律电导强电解质溶液理论简介离子的电迁移和迁移数物理化学电子教案——第七章1.两类导体第一类导体又称电子导体，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，电阻也升高特点：D.导电总量全部由电子承担§7.1电化学的基本概念和法拉第定律第二类导体又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等。A.正、负离子的定向迁移而导电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、负离子分担特点：*固体电解质，如等，也属于离子导体，但它导电的机理比较复杂，导电能力不高，本章以讨论电解质水溶液为主。§7.1电化学的基本概念和法拉第定律电势高者称为正极，电流从正极流向负极。正极：电势低者称为负极，电子从负极流向正极。负极：阳极：发生氧化作用称为阳极。发生还原作用称为阴极。阴极：电极命名电解池原电池正极（氧化）阳极正极（还原）阴极负极（还原）阴极负极（氧化）阳极对应关系：§7.1电化学的基本概念和法拉第定律原电池Cu2++2e-→Cu(S)发生还原作用，是阴极。电流由Cu极流向Zn极，Cu极电势高，是正极。Cu电极：Zn(S)→Zn2++2e-发生氧化作用，是阳极。电子由Zn极流向Cu极，Zn极电势低，是负极。Zn电极：总反应：Zn(S)+Cu2+→Zn2++Cu(S)电池反应自发△G＜0在原电池中是将化学能转变成了电能。§7.1电化学的基本概念和法拉第定律用惰性电极电解氯化铜溶液在电解池中△G＞0，是将电能转换为化学能。负极：Cu2＋＋2eCu阴极正极：2Cl-1－2eCl2阳极总反应：Cu2＋＋2Cl-1Cu＋Cl2电解池§7.1电化学的基本概念和法拉第定律2.法拉第定律（Faraday’sLaw）（1）在电极界面上发生化学变化物质的量与通入的电量成正比。（2）将若干个电解池串联，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的量是相同的。§7.1电化学的基本概念和法拉第定律F=L·e法拉第常数：1摩尔质子的电荷（1摩尔电子所带的电量），用“F”表示。已知元电荷的电量：=6.022×1023mol-1×1.6022×10-19C=96484.6C·mol-1≈96500C·mol-1§7.1电化学的基本概念和法拉第定律法拉第定律的数学表达式取电子的得失数为z，通入的电量为Q，则电极上发生反应的反应进度为1mol时：若通入一定量的电荷，电极上发生反应物质的量为：Mz+＋z+e-M(s)Q=zF反应进度为时或§7.1电化学的基本概念和法拉第定律例题1：通电于溶液，电流强度，析出。已知求：⑴通入电量；⑵通电时间；⑶阳极上放出氧气的物质的量。§7.1电化学的基本概念和法拉第定律解法一取基本粒子荷为单位电荷：即电极反应：阴极阳极§7.1电化学的基本概念和法拉第定律（3）阳极上的反应进度与阴极相同析出氧的质量：§7.1电化学的基本概念和法拉第定律解法二⑵t同上取基本粒子荷为3个基本电荷：即Au，电极反应：阴极阳极§7.1电化学的基本概念和法拉第定律取基本粒子荷为3个基本电荷：即Au，离子的电迁移现象电迁移率和迁移数离子迁移数的测定§7.2离子的电迁移和迁移数1.离子的电迁移现象设想在两个惰性电极之间有两个想象的平面AA和BB，将溶液分为阳极部、中部及阴极部三个部分。假定未通电前，各部均含有正、负离子各5mol，分别用+、-号代替。§7.2离子的电迁移和迁移数设离子都是一价的，当通入4mol电子的电量时，阳极上有4mol负离子氧化，阴极上有4mol正离子还原。两电极间正、负离子要共同承担4mol电子电量的运输任务。现在离子都是一价的，则离子运输电荷的数量只取决于离子迁移的速度。§7.2离子的电迁移和迁移数(1).设正、负离子迁移的速率相等，则导电任务各分担2mol，在假想的AA、BB平面上各有2mol正、负离子逆向通过。当通电结束，阴、阳两极部溶液浓度相同，但比原溶液各少了2mol，而中部溶液浓度不变。§7.2离子的电迁移和迁移数(2)设正离子迁移速率是负离子的三倍，，则正离子输送3mol电量，负离子输送1mol电量。在假想的AA、BB平面上有3mol正离子和1mol负离子逆向通过。通电结束，阳极部正、负离子各少了3mol，阴极部只各少了1mol，而中部溶液浓度仍保持不变。§7.2离子的电迁移和迁移数离子电迁移的规律：①.向阴、阳两极迁移的正、负离子物质的量总和恰好等于通入溶液的总电量。如果正、负离子荷电量不等，如果电极本身也发生反应，情况就要复杂一些。rr+-②.Q+Q-==正离子所传导的电量阳极部电解质物质的量的阴极部电解质物质的量的负离子所传导的电量正离子的迁移速率负离子的迁移速率减少减少§7.2离子的电迁移和迁移数离子在电场中运动的速率正比于电位梯度电迁移率的数值与离子本性、电位梯度、溶剂性质、温度等因素有关，可以用界面移动法测量。2.离子迁移率和迁移数2.离子迁移率（离子淌度）和离子迁移数式中为电位梯度，比例系数U+和U-分别称为正、负离子的电迁移率，又称为离子淌度（ionicmobility），即相当于单位电位梯度时离子迁移的速率。它的单位是§7.2离子的电迁移和迁移数把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁移数（transferencenumber）用符号表示。是量纲为1的量，数值总小于1。由于正、负离子移动的速率不同，所带的电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。其定义式为：2.离子迁移率和迁移数离子迁移数§7.2离子的电迁移和迁移数迁移数在数值上还可表示为：负离子应有类似的表示式。如果溶液中只有一种电解质，则：如果溶液中有多种电解质，共有i种离子，则：§7.2离子的电迁移和迁移数
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