第一章 电解质溶液的物理化学性质..
【电化学】第一章 电解质及其物理化学性质 (1)
2、稀溶液的经验式： lg k I k为常数 3、德拜－休克尔方程：
(1)m 0.001mol / kg的溶液，lg A ZZ I
(2)0.001
m
0.01mol / kg，lg
A ZZ 1 Ba
I
I
(3)0.01 m 1mol / kg, lg
A ZZ 1 Ba I
I
bI
三、固体电解质
1、按其中的传导离子来分类： （1）银离子导体(Ag+) 如AgX； （2）铜离子导体（Cu+）如CuX； （3）碱金属离子导体（Na+，Li+）如B- 氧化铝
（NaO2●Al2O3, n = 5-11)； （4）氧离子导体 如ZrO2，ThO2； （5）氟离子导体如NaF，AlF3。 2、应用：燃料电池等。
(1)m与关系：m＝Vm C，Vm是含1mol电解质溶液的体积，
C为体积摩尔浓度。
（2）m与淌度的关系：m＝ U＋＋U－ F，
：电离度，F：法拉第常数，F＝eNA＝96500C / mol。
对无限稀溶液：＝1m
U
U
F,离子独立移动定律：mmm NhomakorabeaU
U
F
对浓度不太大的强电解质溶液，近似有：m
1
(3)平均质量摩尔浓度：m＝（m＋
m ） － ＋＋－
若已知 ，有近似计算：＋＝ m＋，－＝ m－
二、德拜－休克尔方程
1、溶液的离子浓度I:
I 1
2
i
mi zi2
例：溶液内含0.01mol/kg NaCl 和.02mol/kg 的CdCl2，则Na+，Cd2+和
Cl- 离I 子1 强0.0度11为2 ：0.02 22 0.05 (1)2 0.07 2
第1章第2节电解质的电离
电流
：是由带电荷的粒子按一定方向移动而形成的
因此，能导电的物质必须具有能自由移动的、 带电荷的粒子。
第1课时 电解质的电离
以NaCl固体为例
NaCl固体中Na+和Cl-按一定规则紧密地排列着，这些离子 不能自由移动，因而干燥的NaCl固 体不导电
NaCl、Na2CO3、 NaHCO3
第1课时 电解质的电离 【例3】下列物质在水溶液中的电离方程式书写错误的是( B )
• 整理导学讲义7、8页
• 课下任务 1校本智能卡7、8页
•
2预习第二课时离子反应
感谢在场各位的耐心倾听
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熔融：常温下是固体的纯净物在一定温度下达到 熔 点变成液态物质，且此液态物质有液体的某些 物理 性质，那么这种新的状态叫作该物质的熔融 状态
第1课时 电解质的电离
电解质 在水溶液里 或或熔融状态下
能导电的 化合物。化合物
（包括:酸、碱、盐、水和金属氧化物）
非电解质 在水溶液里 和和熔融状态下
都不能导电的 化合物。 化合物
第1课时 电解质的电离
电离：电解质溶于水或受热熔化时，形成自由移动的离子
的过程
电离方程式的书写：
1、左边写“化学式”，右边写“离子”: HCl====H++Cl-
2、熔融状态的电离方程式，要标明条件如：NaCl 熔==融==Na+ + Cl-
第一章溶液和胶体
Van’t Hoff (范特霍夫)
V nRT
cRT bRT
：渗透压；V：溶液体积； T： 热力学温度； n： 溶质物质的量； c：物质的量浓度； R：气体常数； R = 8.314 J ·mol-1 ·K-1
▪ 渗透压平衡与生命过程的密切关系
①人的营养循环； ② 植物的生长； ③给患者输液的浓度。水主分要在依小靠肠营的养吸素收吸
（374℃） 。即高于647.35K水只能以气态的形式存在， 再加多大外压气体也不能液化。所以647.35K和221Pa是 气-液平衡曲线的顶端。就是水的临界状态。临界状态是气液 共存的一种边缘状态。 8、超临界流体
处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态时的流体。 特点：密度接近于液体，溶解度高，黏度、扩散系数接近于气 体，扩散速率快，容易实现快速分离。
二、稀溶液的依数性
1、 蒸气压下降（核心） （1）液体的饱和蒸气压（简称蒸气压） 蒸发：在液体表面，超过平均动能的分子克服邻 近分子的吸引进入气相中的过程。 凝聚：在一密闭容器中，在不断蒸发的同时，部 分蒸气分子又会重新回到液体的过程。 饱和蒸气：一定温度，在密闭容器中，当蒸发与 凝聚达到平衡时液面上的蒸气。 饱和蒸气压：由饱和蒸气产生的压强。 蒸气压只与液体本质和温度有关。不决定于液体 或蒸气的体积。
Δp: 纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差。
对于稀溶液，溶剂物质的量nA 远远大于溶质物质 的量nB ，即nA nB
X B nB （/ nB nA ) nB / nA
设溶液的浓度以1000g溶剂(水)中含的溶质物质的
量nB为单位，则溶液的质量摩尔浓度b为： b = nB(mol ∙ kg-1)
相的概念
系统中物理性质和化学 性质完全相同的且与其他部 分有明确界面分隔开来的任 何均匀部分，叫做相。
电解质溶液的物理化学性质
电解质溶液的物理化学性质电解质溶液是指含有电离物质的溶液，其通常呈现出许多特殊的物理和化学性质。
这些性质是由所含的电离物质种类和浓度决定的，因此电解质溶液的物理化学性质也是十分复杂和多样的，下面就为大家详细介绍一下。
1. 电导性电解质溶液中所含电离物质能够自发地在电场的作用下发生电解，产生电离，导致电荷的移动和电流的流动。
因此，电解质溶液的电导性是衡量电解质浓度和溶液中特定离子含量的重要指标。
电导率可以通过在溶液中测定电流密度和应用电场之间的比率来计算，通常使用单位是siemens/meter（S/m）。
2. 水合作用水合作用指的是溶剂（通常是水分子）与其他分子或离子之间的作用力，使其结合成复合物。
在电解质溶液中，离子通常是有机离子和无机离子。
离子周围的水分子围绕离子组成氢结合网络，这些网络的大小和强度与所含离子的大小和荷电性成正比。
3. 离化度离化度是指给定浓度的电解质溶液中可电离离子的比例。
这是与溶液中离子密度相关的属性。
当较多的电离物质离解时，离化度会提高。
4. 活度系数活度系数是一个强度常数，表示溶液中溶质的实际浓度与溶质名称质量浓度之间的比值。
它影响了离子的活动性、扩散、计量等。
从热力学的角度来看，活度系数的正常范围在0和1之间。
5. 摩尔电导率指溶液中每个摩尔离子的电导率，是测量离子能够导电的指标。
它与溶液中离子种类和密度成正比。
6. 不可逆溶液当一个溶液的溶质分子中存在一些化学反应时，就可能会发生不可逆的反应。
这种情况下，电解质的水合离子会发生不可逆的脱水、脱氢或结合作用，进而改变其物理或化学性质。
7. 溶液的渗透压溶液的渗透压是指在一定温度下，将溶液和纯溶剂分别置于含有半透膜的两个容器中，较高浓度的溶液就会内部生成向纯溶剂方向的渗透压力。
这个渗透压力是由溶质浓度（包括电解质和非离子物质）来决定的，因为其大小与浓度成正比。
8. 醇解作用当电解质溶液中存在醇时，水合离子会和醇中的氢氧基团发生醇解反应，从而使离子的溶解度下降。
第1章 电解质溶液09-1
8
氯碱工业是仅次于硫酸和化肥的重要无机化学产业，已经有百 年的历史，但如何节约电能、热能、原料等措施都能对国民经 济产生巨大的推动作用。 人们在长期实践的基础上改善了许多电解工艺，比如１９６０ 年出现的在Ti电极上镀Pt、Ir、RuO2代替石墨的电解槽，Ti的 重量只有铁的５６％，强度超过铁，地壳总重量占０.４４％， 储量充足，表面可形成TiO2耐腐蚀性好，表面涂贵金属的目的 是增加导电性，这种电极的优点是：
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1600年，英国物理学家吉伯发现，不仅琥珀和煤玉 摩擦后能吸引轻小物体，而且相当多的物质经摩擦 后也都具有吸引轻小物体的性质，他注意到这些物 质经摩擦后并不具备磁石那种指南北的性质。为了 表明与磁性的不同，他采用琥珀的希腊字母拼音把 这种性质称为“电的”。吉伯在实验过程中制作了 第一只验电器，这是一根中心固定可转动的金属细 棒，当与摩擦过的琥珀靠近时，金属细棒可转动指 向琥珀。
7.贾梦秋,应用电化学,高等教育出版社,2004.
8.腾岛昭,电化学测定方法,北大出版社,1995.
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绪言
1.从氯碱工业说起： 氯碱工业是大家比较熟悉的和重要的电化学工业，它 是以食盐为原料，将其水溶液进行电解，这样同时支取氯 气、氢气和烧碱（NaOH）。 氯气可以和氢气合成盐酸和制造漂白粉外，又是很多有机 产品的原料，如六六六．滴滴涕，聚氯乙烯（PVC）、有机 溶剂和中间产品的原料。 烧碱则大量用于化学工业．造纸．纺织、肥皂、冶金和石 油部门。
1833年法拉第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电解工业奠定了基础.
1870年人们创造了发电机,电解才被广泛地应用于工业中
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金属表面的精饰 电化学新能源的开发和利用
实验报告范本
实验报告范本实验报告：电解铜与锡的物理化学性质实验一、实验目的：1. 了解电解质溶液中金属离子的电离和电解过程；2. 掌握电解质溶液中金属离子的电阻率和电离率的测量方法；3. 研究电解铜与锡的物理化学性质。
二、实验原理：1. 电解质溶液中金属离子的电离和电解过程：金属在电解质溶液中以离子的形式存在，根据离子在溶液中的行为可分解为两个步骤，即电离和电解。
电离是金属原子或分子从固体变为相应离子的过程，电解是指金属离子在电解质溶液中被还原成金属的过程。
2. 电解质溶液中金属离子的电阻率和电离率的测量方法：电阻率是描述电解质溶液中金属离子电解过程的一个重要物理参数，它与溶液中离子浓度、离子电荷和离子迁移速度有关。
电阻率的测量方法是利用电阻计测量电解质溶液的电阻，并通过计算得到电解质溶液的电阻率。
电离率是描述电解质溶液中金属离子电离程度的物理参数，它与溶液中的电离物质的浓度和存在的解离平衡有关。
电离率的测量方法是根据溶液中电离物质浓度和电解质溶液电导率之间的关系，通过计算得到电离率。
三、实验步骤：1. 准备实验所需材料和仪器：电解槽、电源、电阻计、导线、铜片和锡片。
2. 将电解槽中的电解质溶液注入到一定量，同时将电解槽两端连接到电源和电阻计。
3. 配置电解质溶液的浓度，并记录所用浓度和溶液的体积。
4. 将两个金属片（铜片和锡片）分别连接到电源的正负极，通过电解槽中的电解质溶液进行电解。
5. 利用电阻计测量电解槽中电解质溶液的电阻率。
6. 计算电解槽中电解质溶液的电离率。
四、实验结果：1. 测量不同浓度的电解质溶液的电阻率，并制作成表格：|浓度（mol/L）|电阻（Ω）|电阻率（Ω*m）||------------|---------|--------------||0.1 |10 |0.1 ||0.2 |20 |0.2 ||0.3 |30 |0.3 |2. 根据以上测量结果计算电解质溶液的电离率：|浓度（mol/L）|电离率（%）||------------|----------||0.1 |50 ||0.2 |30 ||0.3 |40 |五、实验讨论：1. 通过测量不同浓度的电解质溶液的电阻率和电离率，我们可以得到该电解质溶液中金属离子的电解和电离程度。
无机化学-溶液讲义
溶液分类
以体系所处状态分——
1．气态溶液：如新鲜的空气 2．固态溶液：① 气态溶质，如氢溶解在钯中；
② 液态溶质，如汞和金属的合金(汞齐)； ③ 固态溶质，如钢铁 ； 3．液态溶液：① 气态溶质，如氧溶解在水中； ② 液态溶质，以量多者为溶剂； ③ 固态溶质，如NaCl水溶液；
溶解过程
特殊的物理化学过程 1．相互分散(interspersion) 2．溶剂化作用(solvation)
注意：溶液的凝固，开始析出的是溶剂的固体（ 不含溶质），溶质加到溶剂中，液相的蒸气压下 降，但固相的蒸气压不变。
蒸气压曲线
p溶液＜ p冰，所 以 在 273K 时 ， 溶液无法凝固
p冰 p溶液
溶液的凝 固点降低
降温， p冰↓，最 终 p冰=p溶液
难挥发溶质的溶液，在不断的沸腾过程 中，沸点、凝固点是否恒定？
例 题
注意：稀水溶液中，cB≈bB
Q cB
nB V
nB m
nB mA
bB
第二节 非电解质稀溶液的通性
• 一、难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降 • 二、难挥发非电解质稀溶液的沸点升高 • 三、非电解质稀溶液的凝固点降低 • 四、 稀溶液的渗透压力
稀溶液的通性（依数性）
依数性（Colligative properties） 取决于所含溶质的粒子浓度，而与溶质本身的性质无关； 讨论范围：难挥发非电解质稀溶液
数学表达式为：
ΔTb = kbbB
沸点升高系数
表 1-3 几种溶剂的沸点和沸点升高系数
溶剂 水 乙酸 苯
四氯化碳 氯仿 乙醚 乙醇
Tb*/K 373.15 391.05 353.25 349.87 334.35 307.85 315.55
物理化学电解质溶液教案中的弱电解质与强电解质的区分
物理化学电解质溶液教案中的弱电解质与强电解质的区分一、引言电解质溶液是物理化学领域中的一个重要概念，了解和区分其中的弱电解质与强电解质对于理解溶液中的离子行为及电解质的化学性质非常重要。
本文将从理论基础、溶解度以及电导性三个方面详细介绍弱电解质与强电解质的区别。
二、理论基础1. 电离与解离电离是指在溶液中，离子化合物在溶液中解离成离子的过程，形成电离态。
弱电解质在溶液中只有部分分子发生离解，大部分分子以分子形态存在，离子与分子浓度之间的比例相对较小。
强电解质在溶液中完全离解，产生大量离子，离子与分子浓度之间的比例相对较大。
2. 离子活度离子活度是指离子在溶液中的有效浓度，它与离子的浓度及电活度系数有关。
弱电解质的离子活度较低，离子的浓度较小；而强电解质的离子活度较高，离子的浓度相对较大。
三、溶解度差异溶解度是指在一定条件下单位体积溶剂中能溶解的最大物质的量。
弱电解质的溶解度相对较低，溶质只能溶解一部分形成离子和未离子的混合物；而强电解质的溶解度较高，溶质可以完全溶解形成单独的离子。
四、电导性差异电解质溶液的电导性能反映了其中溶质离解的程度。
弱电解质在溶液中只有部分分子能够离解成离子，因此其电导性较低；而强电解质在溶液中能够完全离解成离子，因此具有较高的电导性。
五、实验演示为了更好地理解弱电解质与强电解质的区别，可以进行以下实验演示：1. 电导性实验：取弱电解质与强电解质两种物质制备溶液，通过电导仪测量其电导率，观察强电解质溶液的电导率较高，而弱电解质溶液的电导率较低。
2. pH实验：取一定浓度的弱电解质和强电解质，用pH电极测量其溶液的pH值，发现强电解质溶液的pH值通常较低，而弱电解质溶液的pH值相对较高。
3. 水合实验：通过溶液中水合离子的形成与溶解度的关系，观察强电解质与弱电解质在溶液中形成的水合离子的数量和稳定性的差异。
六、应用与总结弱电解质和强电解质在应用中有着不同的用途和特点。
弱电解质广泛应用于生物医学领域，如药物的释放与吸收，而强电解质则常用于工业生产过程中，如电解制备金属。
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溶剂化作用：对电解质的性质有重要影响。作为溶剂的水，其 结构对电解质的性质影响很大。分析水蒸气中分子结构，得知 两个氢离子以l04.5o夹角排在氧离子的两边，如图l．1所示。
图1．1有和冰相似的结构，如图1．2所示。 四面体通过氢键形成的。液态水,网 状结构，水分子通过静电作用聚集 在一起，而热运动不断将其破坏， 因此处在动态平衡之中，但也有一 些游离的水分子。
在水溶液中的缔合作用，缔合在电镀上可以起到良好的辅助作用， 例如无氰镀银时，加入一些络合剂实际上是起缔合作用的。 二、熔融电解质 熔融电解质一般指熔融状态的盐类即熔盐。常温下盐类是晶 体，盐熔化后(离熔点不远时)，其结构仍然和晶体有类似之处。 熔盐粒子间的平均距离与固态盐中粒子间的平均距离相近，盐 熔化时各质点间的结合力受到不大的削弱，熔盐中粒子的热运 动性质仍然保持着固态粒子热运动的性质。根据x射线分析，在 离结晶温度很近时的液态和其结晶态结构性质相近。
二、电化学学科 电化学：边沿科学，与化学领域中其他学科、电子学、固体物理学、生物学 等学科有密切的联系，如电分析化学、有机电化学、催化电化学、熔盐电化学、 固体电解质、量子电化学、半导体电化学、腐蚀电化学、生物电化学等分支。 涉及能源、交通、材料、生命以及环境等重大问题的研究，推动着国民经济和 尖端科学技术的发展。电化学将是21世纪的一门绿色化学和热门科学，与能源、 生物、环境、纳米材料有关的电化学成为研究的热点，并已取得令人瞩目的进 展。 三、电化学应用 电化学应用范围很广，超出化学领域，在国民经济很多部门发挥了巨大的作 用。电化学的实际应用大致分为： (1)电合成无机物和有机物，例如氯气、氢氧化钠、己二腈。 (2)金属的提取与精炼，例如熔盐电解制取铝、电解精炼铜。 (3)电池，例如锌锰电池、铅酸电池、镉镍电池、锂电池、燃料电池、太阳能 电池。 (4)金属腐蚀和防护的研究，例如电化学保护、缓蚀剂。 (5)表面精饰，包括电镀、电泳涂漆等。 (6)电解加工，包括电成型(电铸)、电切削、电抛磨。 (7)电化学分离技术，例如电渗析、电凝聚等应用于工业生产或废水处理。 (8)电分析方法在工农业、环保、医药等方面的应用。无机物、有机物和金属 的电解制备统称为电解工业，电解和电池是两个规模庞大的电化学工业体系。 社会需求的增长，电化学工业在国民经济中的地位日益提高。
水化离子对电解质溶液的性质的重要影响：①减少自由分子数 量，增加离子体积，均化作用，使离子扩散系数接近相同。离 子水化改变电解质的活度系数和电导等静态和动态性质。②破 坏附近水层的四面体结构。水分子的偶极对离子的定向，离子 邻近水分子的介电常数变化，严重影响双电层的结构，对电极 过程、金属电沉积都有不可忽视的影响。
第一章 电解质溶液的物理化学性质
第一节 离子导体
一、电解质水溶液 根据电荷载体不同，可将导体分为: 第一类导体:电子导体，如金属、石墨、金属氧化物； 第二类导体: 离子导体，包括电解质水溶液、有机电解质溶 液、熔融盐和固体电解质。 电离程度分类：强电解质和弱电解质，不能解释同一物质在 不同溶剂中表现为弱电解质或强电解质的行为，不能作为物质 属性的一种分类。 非缔合式电解质：水中完全电离形成阳离子和阴离子，如卤 化碱、碱土卤化物、过氯酸盐和过渡金属卤化物等。 缔合式电解质：溶液中存在共价键形成的未离解的分子，弱 酸，有机电解质溶液。
熔盐结构仍未弄清，一般认为熔盐是完全离解的离子液体。对 于碱金属卤化物，这是切实的。其他如银离子的卤化物或多或 少有共价键，给理论处理带来困难。由于熔盐的电离度大，且 温度高使离子运动速度增加，故电导率一般比水溶液大得多。 高温熔盐：高于500℃使用；低温熔盐：100℃左右下使用。 熔盐应用范围：：①电解冶金及材料科学，包括金属及其合 金的电解制取与精炼合成新材料、表面处理；②能源技术，如 核能、能源贮存、电池；③固态电化学技术，如单晶生长、熔 盐半导体、固体电解质；④环境技术，如净化大气、处理废物、 无硫金属提取；⑤化学工业，主要用作化学反应的介质。此外 在冶金工业中用于热处理和焊接。
图1．2水的基本单元结构
水是偶极分子，其正负电荷中心不集中在一点上(见图l.1)。因 此，水分子受离子静电的作用而定向在离子周围形成水化壳， 这是水的第一种溶剂化作用——离子水化。水分子还可使在纯 态时由不导电的电解质变成可导电的，这是第二种溶剂作用， 在酸碱理论论中，叫质子转移或酸碱反应，例如
HC1 H 2O H 3O C1