第7章电化学
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分析化学-第七章 电化学金属材料腐蚀
（2）写出原电池反应的电池符号： Zn（s）+ 2H+（aq）= Zn2+（aq）+ H2（g）
电池符号为： (-) Zn | Zn2+ (c1) ‖ H+(1mol·L-1), H2 (100kpa)| Pt (+) 。
标准氢电极
9
7.1.2 电极电势
1.电极电势的产生
金属在其盐溶液中时有两个趋势:
E =1.1037V, 求该反应的
G
m
解 z =2，由（7-2）式得：
r
G m
zFE
= -2×96485 Cmol-1×1.1037V
= -2.13×105 J mol-1 = -213 kJ mol-1
这一结果与通过热力学数据计算所得结果是一致的。
18
7.2 电极电势的影响因素
7.2.1 能斯特（W. Nernst）方程式
11
2.标准电极电势
标准电极电势：标准状态下（溶液浓度均为1mol·L-1, 气体分压均为100 kpa） 氧化还原电对的电极电势。 规定：标准氢电极的电极电势为零，以此来衡量其他电 极的电极电势。
12
① 标准氢电极 H﹢(1mol·L-1) /H2 (100kPa）
组成： 电极——铂片（镀有一层海绵状铂黑） 溶液——1mol·L-1 HCl溶液，不断通 入压力为100kPa的纯氢气，使铂黑吸 附H2至饱和，与溶液中H＋建立如下 平衡：
2H＋（aq）+2e－=H2（g）
规定:在任何温度下标准氢电极的电 极电势为零。即 (H＋/H2)=0 V
13
② 标准电极电势的测定
待测氧化还原电对与标准氢电极组成原电池：
负极：处于标准态的待测氧化还原电对（或者：标准氢电极） 正极：标准氢电极（或者：待测氧化还原电对） （即若为溶液，其浓度为1.0mol·L-1；若为气体，其压力为100kPa） 温盐外度桥电通：路常的取电2位98差.1计5K。。
电池符号为： (-) Zn | Zn2+ (c1) ‖ H+(1mol·L-1), H2 (100kpa)| Pt (+) 。
标准氢电极
9
7.1.2 电极电势
1.电极电势的产生
金属在其盐溶液中时有两个趋势:
E =1.1037V, 求该反应的
G
m
解 z =2，由（7-2）式得：
r
G m
zFE
= -2×96485 Cmol-1×1.1037V
= -2.13×105 J mol-1 = -213 kJ mol-1
这一结果与通过热力学数据计算所得结果是一致的。
18
7.2 电极电势的影响因素
7.2.1 能斯特（W. Nernst）方程式
11
2.标准电极电势
标准电极电势：标准状态下（溶液浓度均为1mol·L-1, 气体分压均为100 kpa） 氧化还原电对的电极电势。 规定：标准氢电极的电极电势为零，以此来衡量其他电 极的电极电势。
12
① 标准氢电极 H﹢(1mol·L-1) /H2 (100kPa）
组成： 电极——铂片（镀有一层海绵状铂黑） 溶液——1mol·L-1 HCl溶液，不断通 入压力为100kPa的纯氢气，使铂黑吸 附H2至饱和，与溶液中H＋建立如下 平衡：
2H＋（aq）+2e－=H2（g）
规定:在任何温度下标准氢电极的电 极电势为零。即 (H＋/H2)=0 V
13
② 标准电极电势的测定
待测氧化还原电对与标准氢电极组成原电池：
负极：处于标准态的待测氧化还原电对（或者：标准氢电极） 正极：标准氢电极（或者：待测氧化还原电对） （即若为溶液，其浓度为1.0mol·L-1；若为气体，其压力为100kPa） 温盐外度桥电通：路常的取电2位98差.1计5K。。
大学无机化学-第七章-氧化还原反应-电化学基础-课件
② 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应 ③ 分别配平两个半反应方程式，等号两边的各
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
物理化学-第七章-电化学
解： 电极反应： Ag e Ag
通入的总电量：Q I t 0.23060 360库仑
电极上起化学反应物质的量：
n Q 360 0 00373mol zF 196500
析出Ag的质量： m=n×MAg=0.00373×107.88=0.403g
二、电导、电导率和摩尔电导率
体积与浓度的关系如何呢？
c n V
（mol·m-3）
若n为1mol
Vm
1 c
m
Vm
c
S·m2·mol-1
注意:c的单位:mol﹒m-3
3.电导、电导率和摩尔电导率之间的关系
G 1 R
K l A
G K
m
Vm
c
例： 298K时，将0.02mol·dm-3的KCl溶液放入 电导池，测其电阻为82.4Ω，若用同一电导池充 0.0025mol.dm-3的K2SO4溶液，测其电阻为 326Ω，已知298K时，0.02mol·dm-3的KCl溶液 的电导率为0.2768S．m-1 （1）求电导池常数； （2）0.0025mol．dm-3的K2SO4溶液的电率； （3）0.0025mol．dm-3的K2SO4溶液的摩尔电 导率。
★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电分析 ★ ⒋生物电化学
§7-1 电解质溶液的导电性质 一、电解质溶液的导电机理
1．导体： 能够导电的物体叫导体。
第一类： 靠导体内部自由电子的定向运动而导电的物体
如 金属导体
石墨
性质:
A.自由电子作定向移动而导电
F:法拉第常数，即反应1mol电荷物质所需电量 1F=96500库仑/摩尔
通入的总电量：Q I t 0.23060 360库仑
电极上起化学反应物质的量：
n Q 360 0 00373mol zF 196500
析出Ag的质量： m=n×MAg=0.00373×107.88=0.403g
二、电导、电导率和摩尔电导率
体积与浓度的关系如何呢？
c n V
（mol·m-3）
若n为1mol
Vm
1 c
m
Vm
c
S·m2·mol-1
注意:c的单位:mol﹒m-3
3.电导、电导率和摩尔电导率之间的关系
G 1 R
K l A
G K
m
Vm
c
例： 298K时，将0.02mol·dm-3的KCl溶液放入 电导池，测其电阻为82.4Ω，若用同一电导池充 0.0025mol.dm-3的K2SO4溶液，测其电阻为 326Ω，已知298K时，0.02mol·dm-3的KCl溶液 的电导率为0.2768S．m-1 （1）求电导池常数； （2）0.0025mol．dm-3的K2SO4溶液的电率； （3）0.0025mol．dm-3的K2SO4溶液的摩尔电 导率。
★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电分析 ★ ⒋生物电化学
§7-1 电解质溶液的导电性质 一、电解质溶液的导电机理
1．导体： 能够导电的物体叫导体。
第一类： 靠导体内部自由电子的定向运动而导电的物体
如 金属导体
石墨
性质:
A.自由电子作定向移动而导电
F:法拉第常数，即反应1mol电荷物质所需电量 1F=96500库仑/摩尔
物理化学第7章 电化学
放置含有1 mol电解质的溶液，这时溶液所具有的
电导称为摩尔电导率 Λ m
Λ m
def
kVm
=
k c
Vm是含有1 mol电解质的溶液
的体积，单位为 m3 mol1，c 是电解
质溶液的浓度，单位为 mol m3 。
摩尔电导率的单位 S m2 mol1
注意：
Λ 在 后面要注明所取的基本单元。 m
b、强电解质： 弱电解质：
强电解质的Λ m
与
c
的关系
随着浓度下降，Λ 升高，通 m
常当浓度降至 0.001mol dm3 以下
时，Λ 与 m
c 之间呈线性关系。德
国科学家Kohlrausch总结的经验
式为：
Λ m
=Λm (1
c)
是与电解质性质有关的常数
将直线外推至 c 0
得到无限稀释摩尔电导率Λm
-
- 电源 +
e-
+
e-
阴
阳
极
极
CuCl2
电解池
阳极上发生氧化作用
2Cl aq Cl2(g) 2e
阴极上发生还原作用
Cu2 aq 2e Cu(s)
三、法拉第定律
Faraday 归纳了多次实验结果，于1833年总结出该定律
1、内容：当电流通过电解质溶液时，通过电极 的电荷量与发生电极反应的物质的量成正比；
作电解池 阴极： Zn2 2e Zn(s)
阳极 2Ag(s) 2Cl 2AgCl(s) 2e
净反应： 2Ag(s) ZnCl2 Zn(s) 2AgCl(s)
2.能量变化可逆。要求通过的电流无限小。
二、可逆电极的种类
1、第一类电极
chap7 电化学
第七章 电化学7.0 绪言7.0.1电化学定义电化学定义：研究电能和化学能的相互转化及转换过程中有关规律的科学。
化学反应通常伴随着热的吸放（反应热效应），不涉及到电能。
而作为电化学则讨论在消耗外电功的情况下进行的反应或作为电能来源的反应。
显然，从热力学的观点看，电化学反应与一般的化学反应不同，电化学是一门独立的学科。
应该说，上述的电化学定义是相当概括的定义。
1970年，Bockris 在其名著《ModernElectrochemistry 》中把电化学定义为：电化学是研究带电界面的现象的科学，即研究电子导体和离子导体界面现象的 科学。
区分、认识电化学反应的两个关键因素： （1）反应必须发生在两类导体的界面上；（2）反应中应有电子的得失。
电化学中的能量转换： 电 能 → 化学能：电解（池）；化学能 → 电 能：原电池。
7.0.2电化学与化学反应的区别以下列反应为例：+++++=+223Cu Fe Cu Fe若这个反应以化学反应的方式进行，它将具有以下的特点：（1） 反应只有当反应物在碰撞时才可能发生，及反应质点必须碰撞；（2） 在碰撞的一瞬间，当反应质点相互靠近时，电子从一个质点转移到另一个质点成为可能。
这个电子转移的实际上能否发生，取决于反应质点的内能以及内能与活化能的比值。
活化能是化学反应本性的函数；在离子反应中，这个能量通常是不大的。
电子所经过的途径也是非常小的；（3）对于简单离子反应，不管反应质点彼此相对位置如何，在反应区间的任何一点都可能发生碰撞。
因此，电子可能在空间任一方向上转移。
反应质点间碰撞的混乱性，以及由此引起的电子混乱运动；（4）由于这些特点，其能量效应采用热的方式释放。
如果这个反应以电化学的方式进行，反应条件必须改变：（1）电能的获得和损失是与电流的通过有关的，而电流是电子在一定方向上的流动。
只有当电子通过的路径与原子的大小相比很大时，电能的利用才有可能。
因此，在电化学反应中，电子从一种参加反应的物质转移到另一种物质必须经过足够长的路径。
第七章 电化学
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。
物理化学电子课件第七章电化学基础
第二节 电解质溶液
六、电导测定的应用
2. 难溶盐或微溶盐在水中的溶解度很小，很难用普通的滴定方法测 定出来，但是可以用电导的方法测定。用一已预先测定了电导率的高 纯水，配置待测微溶或难溶盐的饱和溶液，测定此饱和溶液的电导率 κ，则测出值为盐和水的电导率之和，故
第二节 电解质溶液
3. 在科学研究及生产过程中，经常需要纯度很高的水。例如，半导 体器件的生产和加工过程，清洗用水若含有杂质会严重影响产品质量 甚至变为废品。
第二节 电解质溶液
表7－2 25 ℃时几种浓度KCl水溶液的电导率
第二节 电解质溶液
四、摩尔电导率与浓度的关系
科尔劳施 (Kolrausch)对电解质溶液的摩尔电导率进行了深入的 研究，根据实验结果得出结论：在很稀的溶液中，强电解质的摩尔电 导率Λm与其浓度c的平方根呈直线关系，即科尔劳施经验式：
第七章 电化学基础
第一节 电化学的基本概念 第二节 电解质溶液第三节 可逆电池及原电池热力学 第四节 电极电势 第五节 不可逆电极过程 第六节 电化学的基本应用
第一节电化学的基本概念
一、电解池与原电池
电化学的根本任务是揭示化学能与电能相互转换的规律，实现这 种转换的特殊装置称为电化学反应器，分为电解池和原电池两类。电 解池是将电能转化为化学能的装置，而原电池是将化学能转化为电能
第三节 可逆电池及原电池热力学
四、可逆电池的热力学 1.可逆电池的电动势E与电池反应的摩尔反应吉布斯函数ΔrGm的关
在恒温、恒压且电池可逆放电过程中，系统吉布斯函数的变化量等 于系统与环境间交换的可逆电功，即等于电池的电动势E与电量Q的乘积。 根据法拉第定律，每摩尔电池反应的电量为zF，故
第三节 可逆电池及原电池热力学
电化学原理-第七章-气体电极过程
电解食盐水 电解水制氢气 氢-氧燃料电池（负极活性物质） （3）水溶液电镀中，氢在阴极析出是有害的。 电流效率降低、金属不能析出 镀层出现针孔、起泡、氢脆
二、研究氢电极过程的意义
（4）析氢反应作为金属腐蚀溶解的共轭反应 时 析氢腐蚀。
利用氢电极反应为人类服务。
控制或消除氢电极过程造成的危害。
§7.2 氢电极的阴极过程
1 RT 1 RT H 常数 ln cH 1 ln jc F F
阳离子吸附时， 升高。（图7.6） H
1 RT 1 RT H 常数 ln cH 1 ln jc F F
3、迟缓放电机理的适用范围
迟缓放电机理的推导是在汞电极上进行的。
上述现象说明迟缓复合机理和电化学复合机理对某些金 属的适用性。
5、迟缓复合机理之一
如果假定复合脱附步骤为控制步骤， MH MH H 2
可以用氢的吸附覆盖度代替吸附氢原子的活度，
则有：
平衡电位
RT a H 平 ln 0 F MH
0 H
极化电位
RT a H ln F MH
如果假定电化学脱附步骤为控制步骤
反应式为
MH H e H 2
2.3 2 RT b F
电极材料
相关
电极表面状态
溶液组成
T 250 C b 118m V
均与大量实验事实相符， 证明迟缓放电机理正确。
2、迟缓放电机理的实验依据
当电极过程由电化学反应步骤控制并考虑 时：
z RT RT ln FcO K C ln jc O 1 F F
j 1m A/ cm2 83%
二、研究氢电极过程的意义
（4）析氢反应作为金属腐蚀溶解的共轭反应 时 析氢腐蚀。
利用氢电极反应为人类服务。
控制或消除氢电极过程造成的危害。
§7.2 氢电极的阴极过程
1 RT 1 RT H 常数 ln cH 1 ln jc F F
阳离子吸附时， 升高。（图7.6） H
1 RT 1 RT H 常数 ln cH 1 ln jc F F
3、迟缓放电机理的适用范围
迟缓放电机理的推导是在汞电极上进行的。
上述现象说明迟缓复合机理和电化学复合机理对某些金 属的适用性。
5、迟缓复合机理之一
如果假定复合脱附步骤为控制步骤， MH MH H 2
可以用氢的吸附覆盖度代替吸附氢原子的活度，
则有：
平衡电位
RT a H 平 ln 0 F MH
0 H
极化电位
RT a H ln F MH
如果假定电化学脱附步骤为控制步骤
反应式为
MH H e H 2
2.3 2 RT b F
电极材料
相关
电极表面状态
溶液组成
T 250 C b 118m V
均与大量实验事实相符， 证明迟缓放电机理正确。
2、迟缓放电机理的实验依据
当电极过程由电化学反应步骤控制并考虑 时：
z RT RT ln FcO K C ln jc O 1 F F
j 1m A/ cm2 83%
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第七章 电化学
电化学的应用：
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电分析 ⒋生物电化学
2015-1-3 祝大家学习愉快，天天进步！
2015-1-3
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§7-1-1、电解质溶液的导电机理
2015-1-3
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§7-1-1、电解质溶液的导电机理
离子导体与电子导体的比较:
表 8-1-1 离子导体与电子导体的比较
分类 材质 导电粒子 通电后的变 化 电子 除发热外无 变化 随温度的变化
n B
ξ=
n
B
B
It B n B zF
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mB n M B
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§7-1-2、法拉第定律
法拉第定律的意义
⒈ 是电化学上最早的定量的基本定律，揭示了通入的 电量与析出物质之间的定量关系。
⒉ 该定律不受T、P、电解质浓度、电极材料的影响 。 ⒊ 该定律的使用没有什么限制条件。是自然科学中 最准 确定律之一，对电解池和原电池均适用 4.法拉第定律可解释电量计原理。
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§7-1-2、法拉第定律
2、法拉第定律 表示通过电极的电量与电极反应的物质的量之间的关系。 ⑴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。
⑵当以相同的电量分别通过含 有不同电解质溶液的电解池时 ，各电极上发生化学变化的物 质的得失电子数是相同的。
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第七章 电化学
①
② ① ②
电解池
2015-1-3
原电池
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第七章 电化学
电化学的应用：
自从伏打（Alessandro
Volta,1745～1827）意大
利物理学家发明电池后，
“电”的应用就风起云涌，
席卷全球。
2015-1-3
2015-1-3
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§7-1-2、法拉第定律
Au
3+
+ 3e = Au
C mol1 1.20 g 197.0 g mol-1 1
电子导体
金属、石墨
T ↗，电阻 ↗; 导电能力下降
离子导体
液态电解质 固态电解质
离子
体系组成发 生变化
T ↗，电阻 ↘； 导电能力增强
2015-1-3
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§7-1-1、电解质溶液的导电机理
③电化学装臵的电极命名法：
（1）电势高者称为正极，
电势低者称为负极。
（2）氧化反应发生者称为阳极， 还原反应发生者称为阴极。
15
基础理论与新能源
燃料电池是十分清洁的发电装臵， 重要的发电手段服务于人类。
16
第七章 电化学
§7-1电解质溶液的导电机理及法拉第定律 §7-2离子迁移数
§7-3电导、电导率和摩尔电导率
§7-4电解质的平均离子活度因子及德拜-休克 尔极限公式 §7.5可逆电池及其电动势的测定 §7.6 原电池热力学----热力学与电化学的桥梁
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第七章 电化学
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有关规律的科学。
电解
电能
电池
化学能
2015-1-3
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第七章 电化学
内容：化学能→电能 电能→化学能 原电池 电解池
ΔrGmTP 0
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实现上述转化的介质→电解质溶液 电化学分成三个部分:电解质溶液 电池 极化
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Zn－2e＝Zn2＋ Zn2＋＋2e＝Zn
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基础理论与新能源
银锌电池
轻而小，又适于大功率放电 全钒电池是一种 理想清洁的绿色能源。 我国钒资源丰富， 是值得研究发展的一个方向，
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基础理论与新能源
锂电池锂是诸金属中具有质量轻、 Li／Li+电极标准电极电势最负， 导电性和机械性能良好等优点， 自20世纪80年代以来是研究的 热点之一 成为最有竞争力的 高能电池之一。
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• 7 写出下列电池中各电极上的反应和电池反应。 • （1） Pt,H2∣HCl(a)∣Cl2(),Pt • （2） Pt,H2∣H+()║Ag+()∣Ag(s) • （3） Ag(s)+AgI(s)∣I-()║Cl-()∣AgCl(s)+Ag(s) • （4） Pb(s)+PbSO4(s)∣SO4=()║Cu++()∣Cu(s) • （5） Pt,H2∣NaOH(a)∣HgO(s)+Hg(l) • （6） Pt,H2∣H+(aq)∣Sb2O3(s)+Sb(s) • （7） Pt∣Fe3+(a1),Fe2+(a2)║Ag+()∣Ag(s) • （8） Na(Hg)(aam)∣Na+()║OH-()∣HgO(s)+Hg(l)
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(MichaelFaraday,1791 —1867)英国、化学家
§7-1-2、法拉第定律
电极反应:氧化态+ze-→还原态 还原态→氧化态+ze-
Z：电极反应的电荷数,当反应进度为 ξ时，通过电极的 元电荷的摩尔数为 Z ξ ，通过的电荷个数为ZL ξ ，因每 个元电荷的电量为e，故通过溶液总电量为ZL e ξ.
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第七章 电化学
§7.7电极电势和液体接界电势
§7.8 电极的种类
§7.9 原电池设计举例
§7.10 分解电压
§ 7.11 极化作用 §7.12 电解时电极反应
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§7-1电解质溶液的导电机理及法拉第定律
§7-1-1电解质溶液的导电机理
电解质溶液是指溶质溶于溶剂中后，溶质完全解 离或部分解离成离子所形成的溶液。
*固体电解质，如 AgBr、PbI2 等，也属于离子导体，但它 导电的机理比较复杂，导电能力不强，本章以讨论电解质水 溶液为主。
当电流通过电解池或原电池时，电解质溶液中的离 子在电场作用下进行定向迁移，阴离子、阳离子分别向 正极、负极移动，同时在电极上发生氧化还原反应。
F=L· e =6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C =96484.6 C· mol-1≈96500 C·mol-1
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§7-1-2、法拉第定律
Q zFξ
Q It zFξ =zF
法拉第定律数学表达式
求电极上发生化学反应的物质的量
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物理化学下册的内容
第七章 电化学 第十章 界面现象
第十一章 化学动力学
第十二章 胶体化学 第九章 统计热力学
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物理化学电子教案—第七章
电解
电能
电池
化学能
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1、电解质溶液的导电机理
2、法拉第定律
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§7-1-1电解质溶液的导电机理
1、电解质溶液的导电机理
①. 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 D.导电总量全部由电子承担
资料
氯碱工业：工业上用电解饱和食盐水的方法制备氯
2 NaCl 2 H 2O
&2 Cl2 阴极 阳极
阴极 2H 2e H 2 阳极 2Cl =Cl2 2e
电解熔融NaCl制Na
2NaCl(熔融）= 2Na + Cl2↑
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Q z Le ξ
Q zFξ
法拉第定律数学表达式
通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电 极反应电荷数的乘积。
F：法拉第常数，F=96500c/mol
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§7-1-2、法拉第定律
法拉第常数在数值上等于1 mol元电荷的电量。
已知元电荷电量为
1.6022 10 19 C
物 理 化 学
主讲： 化学学院 周建敏
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• 8 试将下述化学反应设计成电池。 • （1） AgCl(s)═Ag+()+Cl-() • （2） AgCl(s)+I-()═AgI(s)+Cl-() • （3） H2+HgO(s)═Hg(l)+H2O(l) • （4） Fe2+()+Ag+()═Fe3+()+Ag(s) • （5） H2＋═H2O(l) • （6） Cl2()+2I-()═I2(s)+2Cl-()