南京工业大学物理化学——第七章电化学
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物理化学第7章 电化学参考答案
第7章 电化学 习题解答1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。
解：根据BItM m zF=得 Ag Ag 0.23060107.87g 0.4025 g 196500ItM m zF⨯⨯⨯===⨯2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu2e Cu(s)+-+→阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e --→++在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为:Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==⨯⨯=根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为2H Cu 19301737mol 0.001 mol 296500Q Q Q n zFzF --====⨯ 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3的溶液0.6 dm 3，同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。
Cu Cu 30.4mol 0.957 mol 1163.52m n M ===⨯电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。
而实际所得NaOH 的产量为(1.0×0.6) mol = 0.6 mol所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即0.6100%62.7%0.957η=⨯=4. 如果在10×10 cm 2的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用 2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为96.0%。
已知金属的密度为8.9 g/cm 3，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。
物理化学第七章 电化学讲解
2、电解池 阳极(Anode)
e Zn
Zn2+ SO42-
Cu
阴极(Cathode)
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
组成：电解槽、电极和导线(第一类导体)，电解质溶液(第二类 )，外加电源。 通电后在电极上的反应：
与电源的正极相连的电极Zn电极：Zn→Zn2++2e (氧化反应 阳极) 与电源的负极相连的电极Cu电极：Cu2++2e→Cu (还原反应 阴极) 电解反应：Zn+Cu2+→Cu+Zn2+
② Faraday定律可以在任何T 和P下使用。
③ 实际电解时，由于存在副反应，如镀锌工艺中，在阴极 除了有Zn析出外，还有H2的生成。所以实际消耗的电量要 比理论电量大，可计算电流效率：
电流效率=理论电量÷实际电量×100%
§7-2离子的迁移数
电解质溶液之所以能导电，是由于溶液中 含有能导电的正、负离子，为了描述电解质溶 液的导电行为，引入了离子电迁移率、离子迁 移数。
1 3
Au(s) 和
1 4
O2 (g)
1 Au( s ) M( )=1/3197.08=65.67 所以 的摩尔质量为： 3 Au(s)
1 3
同样： M( 1 O2 (g) )=1/432=8 4 (a) 由Faraday定律：
Q m M Z F
mZ F 1.20 1 96500 Q 1763C M 65.67
I I I
二、法拉第定律(Faraday Law) Faraday(英国物理、化学家)通过大量电解实验的结果， 于1833年总结出了一条基本规律。
对各种不同的电解质溶液，电解时，每通过1mol电子电 量时，在任一电极上发生得失1mol电子电极反应 1mol电子的电量——Faraday常数
物理化学07章电化学
物理化学
(PHYSICAL CHAMISTRY)
第七章 电化学 （Electrochemistry)
2019/9/7
物理化学电子教案—第七章 电化学
电解
电能
电池
化学能
∆rGm
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2019/9/7
• 电解质溶液
• 原电池中的电化学过程 电极上的电化学反应
• 电解池中的电化学过程
通电结束，阳极部阳、阴离子各少了3 mol，阴极部 只各少了1 mol，而中部溶液浓度仍保持不变。
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2019/9/7
离子的电迁移现象
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2019/9/7
思考题：
若阳离子、阴离子均为荷二价的，且阳、 阴两电极反应中的电子得失数均为2，其 余条件相同。试考虑前面两种电迁移情况 有何不同？
电解质溶液的导电性质
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2019/9/7
(一)电解质溶液
主要内容
电化学的基本概念和法拉第定律 离子的电迁移和迁移数 电导 强电解质溶液理论简介
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2019/9/7
1.1 电化学的基本概念
电化学研究对象
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。
= 1 7 6 3 C
(2 )t Q I 0 1 .7 0 6 2 3 5 C A 7 .0 5 1 0 4s
(3) n(O2)1 4n(1 3Au) =1 4197.01g .20 m g ol1/34.57103m ol
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(PHYSICAL CHAMISTRY)
第七章 电化学 （Electrochemistry)
2019/9/7
物理化学电子教案—第七章 电化学
电解
电能
电池
化学能
∆rGm
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• 电解质溶液
• 原电池中的电化学过程 电极上的电化学反应
• 电解池中的电化学过程
通电结束，阳极部阳、阴离子各少了3 mol，阴极部 只各少了1 mol，而中部溶液浓度仍保持不变。
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离子的电迁移现象
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2019/9/7
思考题：
若阳离子、阴离子均为荷二价的，且阳、 阴两电极反应中的电子得失数均为2，其 余条件相同。试考虑前面两种电迁移情况 有何不同？
电解质溶液的导电性质
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(一)电解质溶液
主要内容
电化学的基本概念和法拉第定律 离子的电迁移和迁移数 电导 强电解质溶液理论简介
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1.1 电化学的基本概念
电化学研究对象
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。
= 1 7 6 3 C
(2 )t Q I 0 1 .7 0 6 2 3 5 C A 7 .0 5 1 0 4s
(3) n(O2)1 4n(1 3Au) =1 4197.01g .20 m g ol1/34.57103m ol
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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
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2019/2/16
电化学的用途
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
电解质溶液的导电性质
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2019/2/16
(一)电解质溶液
主要内容
电化学的基本概念和法拉第定律
离子的电迁移和迁移数 电导 强电解质溶液理论简介
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2019/2/16
1.1 电化学的基本概念
电化学研究对象 电化学主要是研究电能和化学能之间的
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2019/2/16
1.2 法拉第化学变化物质的量与通入的
电量成正比。
⒉ 通电于若干个电解池串联的线路中，当所取的
基本粒子的荷电数相同时，在各个电极上发生反 应的物质，其物质的量相同，析出物质的质量与 其摩尔质量成正比。
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2019/2/16
正极、负极
正极：
电势高的极称为正极，电流从正 极流向负极。
负极：
电势低的极称为负极，电子从负极 流向正极。
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2019/2/16
阴极、阳极 发生还原作用的极称为阴极，在 原电池中，阴极是正极；在电解池 (Cathode) 中，阴极是负极。
物理化学课件第七章_电化学
16
§7.2 电解质溶液的电导
一、电导G、电导率 、摩尔电导率m
二、电导的测定: 电阻R电导G 电导率 三、电导率和摩尔电导率随浓度的变化 四、离子独立运动定律
17
一、电导G、电导率 、摩尔电导率m
电阻:R=U/I(欧姆定律) 电阻率: = R(A / l) 单位： m
对于弱电解质：
m：全部电离，离子间无作用力
m ：部分电离，离子间有作用力
若电离度比较小，离子浓度比较低，则相互作用力可
忽略，导电能力全部决定于电离度。
= m / m
31
电离度
= m / m
M + A c c
（1-1价型） MA 平衡时: c(1 - )
(c ) 2 Kc c(1 )
15
解
1.20 g 1 (1) Q nzF 3 96500 C mol 197.0 g mol-1 = 1763 C
(2) t Q 1763 C 7.05104 s I 0.025 A
(3) n(O2 ) 3 n(Au) 4 1.20 g 3 mol = 3 4.57 10 4 197.0 g mol1
⒊ 电化学分析 ⒋ 生物电化学
2
电
化
学
（一）电解质溶液 ☆ （二）可逆电池电动势 ☆ （三）不可逆电极过程
3
§７.１ 离子的迁移
1.电解质溶液的导电机理
能够导电的物质称为导体。 第一类导体：金属——靠自由电子的迁移导电。 第二类导体：电解质溶液，熔融电解质，固体电解 质——靠离子的迁移导电。 电解质溶液的连续导电过程必须在电化学装置中 实现，而且总是伴随着电化学反应及化学能和电能 相互转换发生。
§7.2 电解质溶液的电导
一、电导G、电导率 、摩尔电导率m
二、电导的测定: 电阻R电导G 电导率 三、电导率和摩尔电导率随浓度的变化 四、离子独立运动定律
17
一、电导G、电导率 、摩尔电导率m
电阻:R=U/I(欧姆定律) 电阻率: = R(A / l) 单位： m
对于弱电解质：
m：全部电离，离子间无作用力
m ：部分电离，离子间有作用力
若电离度比较小，离子浓度比较低，则相互作用力可
忽略，导电能力全部决定于电离度。
= m / m
31
电离度
= m / m
M + A c c
（1-1价型） MA 平衡时: c(1 - )
(c ) 2 Kc c(1 )
15
解
1.20 g 1 (1) Q nzF 3 96500 C mol 197.0 g mol-1 = 1763 C
(2) t Q 1763 C 7.05104 s I 0.025 A
(3) n(O2 ) 3 n(Au) 4 1.20 g 3 mol = 3 4.57 10 4 197.0 g mol1
⒊ 电化学分析 ⒋ 生物电化学
2
电
化
学
（一）电解质溶液 ☆ （二）可逆电池电动势 ☆ （三）不可逆电极过程
3
§７.１ 离子的迁移
1.电解质溶液的导电机理
能够导电的物质称为导体。 第一类导体：金属——靠自由电子的迁移导电。 第二类导体：电解质溶液，熔融电解质，固体电解 质——靠离子的迁移导电。 电解质溶液的连续导电过程必须在电化学装置中 实现，而且总是伴随着电化学反应及化学能和电能 相互转换发生。
南京工业大学物理化学课件第七章电化学-课件
的负离子为 N 个。 则单位时间内通过任意横截面MM’的正离子数为 NAu（相当于 单位时间内通过某一个截面的溶液的体积为 Au ）反向通过的负 离子数为 NAu ，它们所带的电量为
Q Au Nze
Q Au Nze
e 是单位电荷的电量
则单位时间内通过该截面的总电量Q
Q Q Q A N z u e A N z u e
两电极间通过，则构成外电路：这种装置就叫做电池。 电解池：若在外电路中并联一个有一定电压的外加电源，则将有 电流以外加电源流入电池，且使电池中发生化学变化，此时电能 就转化成化学能，这种电池就称为电解池 。
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律 如图所示：
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
直流电源与两电极相连接，电流方向是电源外电路中由正极流 向负极，而电子流动的方向正好与之相反，是由电源外电路中由 负极流向正极。 电极反应 ：电子流到电极上，那么在电极上就会进行有电子得失
§7-2 离子的迁移数
通电前后各区域物质的量的变化情况：
上述结果表明： 电解后：三个区域的溶液都是电中性的 电解后，两电极附近的阴极区和阳极区中，浓度变化不相同。
n阳＝Q u 1
式中 n阴 、n阳分n阴别表Q示_ 阴u极 区和3 阳极区内电解质克当量数（物质
的量）的减少。
2、离子的迁移数
某种离子的迁移数ti是指该离子迁移的电量Q+与通过溶液的总电
液的总电量Q应等于正离子输送的电量Q+与负离子输送的电量Q－ 之和，即Q= Q++ Q－，但因正、负离子所带的电量不一定相等； 它们的迁移速度又不等，所以输送的电量Q+和Q－并不相等，显 然向两极迁移的正、负离子的克当量数之和，等于任一电极上放 电物质的克当量数。
Q Au Nze
Q Au Nze
e 是单位电荷的电量
则单位时间内通过该截面的总电量Q
Q Q Q A N z u e A N z u e
两电极间通过，则构成外电路：这种装置就叫做电池。 电解池：若在外电路中并联一个有一定电压的外加电源，则将有 电流以外加电源流入电池，且使电池中发生化学变化，此时电能 就转化成化学能，这种电池就称为电解池 。
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律 如图所示：
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
直流电源与两电极相连接，电流方向是电源外电路中由正极流 向负极，而电子流动的方向正好与之相反，是由电源外电路中由 负极流向正极。 电极反应 ：电子流到电极上，那么在电极上就会进行有电子得失
§7-2 离子的迁移数
通电前后各区域物质的量的变化情况：
上述结果表明： 电解后：三个区域的溶液都是电中性的 电解后，两电极附近的阴极区和阳极区中，浓度变化不相同。
n阳＝Q u 1
式中 n阴 、n阳分n阴别表Q示_ 阴u极 区和3 阳极区内电解质克当量数（物质
的量）的减少。
2、离子的迁移数
某种离子的迁移数ti是指该离子迁移的电量Q+与通过溶液的总电
液的总电量Q应等于正离子输送的电量Q+与负离子输送的电量Q－ 之和，即Q= Q++ Q－，但因正、负离子所带的电量不一定相等； 它们的迁移速度又不等，所以输送的电量Q+和Q－并不相等，显 然向两极迁移的正、负离子的克当量数之和，等于任一电极上放 电物质的克当量数。
南京工业大学 物理化学 第七章 电化学分解
电源
H2 阴极－
Fe
电解池
O2
＋阳极 Ni
KOH 水溶液
例：氢与氧的反应
电解池：
阴极: 2H+ + 2e－ H2
阳极：H
2O
1 2
O2
+2H+
+2e-
电解反应:
H2O
H2
1 2
O2
电解池： 阳极：正极 阴极：负极
阳离子向阴极运动； 阴离子向阳极运动。
原电池：
阳极: H2 2H+ + 2e－
Q zF
式中：Q 通过电极的电荷量；
z 电极反应的电荷数(即转移电子数), 取正值；
电极反应的反应进度， = nB/B； F 法拉第常数，F = Le = 96485.340 C·mol–1。
例：电解AgNO3: 1 F 电荷量通过，析出 1 mol Ag; 电解CuSO4: 1 F 电荷量通过，析出 0.5 mol Cu。
1 mol 电子的电荷量=L×e = 6.022×1023 mol–11.602 10–19 C = 96 485 C·mol–1 = 1 F
电极反应的通式可写为
M氧化态 ze
M还原态
或
M还原)
M氧化) ze
通过电极的电荷量正比于电极反应的反应进度与电 极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。
物理化学中的电化学主要介绍电化学的基础理论部 分用热力学的方法来研究化学能与电能之间相互转 换的规律，重点是原电池和电解池工作原理与热力学性 质，分为以下两个部分：
(1) 利用化学反应来产生电能将能够自发进行 的化学反应放在原电池装置中使化学能转化为电能；
(2) 利用电能来驱动化学反应将不能自发进行 的反应放在电解池装置中输入电流使反应得以进行。
物理化学第七章-电化学基础
解：Pb+2AgCl=PbCl2+2Ag
ΔrGm=-zFE=-2×96485×0.490=-94555J/mol
rSm
zF
(
E T
)p
296485 (1.8104 )
34.73J K1
mol1
ΔrHm=ΔrGm+TΔrSm=-94555-298×34.73=104905J/mol
7-11 金属的电化学保护 7-12 化学电源
2020/1/6
§7-1 电极电势和电池电动势
一、原电池符号 二、电极电势和电池电动势
2020/1/6
一、原电池符号
2020/1/6
一、原电池符号
与工程化学中学过的一样，负极写作边，正极写右 边，固体或液体与溶液接界用“│”隔开，液体和液 体接界用盐桥符号“‖”隔开。电解质要注明活度，气 体要注明分压，正负即可不注明。如
2020/1/6
一、可逆电池构成条件
1、电池反应互为逆反应 电池反应互为逆反应才能保证系统能够恢复原状。 如铅酸、铜锌等电池皆为可逆电池，而伏达电池、 锌锰干电池等就不能构成可逆电池。
2、电池在充放电时的电流为无穷小 由于电池都有内阻，若有电流通过必然有功转化为 热，而热功转化是不可逆的。
2020/1/6
Qr
zFT
(
E T
)
p
2020/1/6
二、电动势与电池反应热力学函数间的关系
例题：已知25℃时，电池 Pb,PbCl2|KCl|AgCl,Ag 的E=0.490 V， = -1(.8TE0)×p 10-4 V/K。 （1）写出电池反应；
（2）求电池反应的ΔrGm、ΔrSm、ΔrHm、Qr
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，这种离子的浓度反而降低了。
电解质实例： 1、两个惰性电极组成的电解池，假想可分为三个部分：
阴极区、中间区、阳极区 2、电解池中的溶液含有16克当量/mol的1—1型电解质。 3、通过电解池的总电量为4F（4mol F） 4、负离子的迁移速度U－是正离子迁移速度U+的3倍。
如图所示：
§7-2 离子的迁移数
§7-2 离子的迁移数
在阴极上放电的正离子的数量大于向阴极迁移的正离子数量； 在阳极上放电的负离子数量大于向阳极迁移的负离子数量，这是 因为电极上放电的离子并不全是迁移来的离子，电极附近溶液中 的该种离子也进行放电，而且是首先放电，所以，电极附近虽然 迁入某种离子，但该种离子在电极上放电数量大于它迁入的数量
t_ u
（一）希托夫法：
• 原理：
§7-2 离子的迁移数
§7-2 离子的迁移数
• 在管内装有已知浓度的电解质溶液，接通电源，这时正、负 离子分别向阴、阳两极迁移，同时在两电极上有反应发生， 致使电极附近的溶液浓度不断改变，而中部溶液的浓度基本 不变，通电一段时间之后，把阴极部或阳极管的溶液小心放 出，进行称重和分析，从而根据阴极部（或阳极部）溶液中 电解质含量的变化及串联在电路中的电量计上测出的通过的 总电量，就可求出离子的迁移数。
的物质进行放电。 由于溶液中的导电是依靠正、负离子共同完成的，因此通过溶
液的总电量Q应等于正离子输送的电量Q+与负离子输送的电量Q－ 之和，即Q= Q++ Q－，但因正、负离子所带的电量不一定相等； 它们的迁移速度又不等，所以输送的电量Q+和Q－并不相等，显 然向两极迁移的正、负离子的克当量数之和，等于任一电极上放 电物质的克当量数。
§7-2 离子的迁移数
通电前后各区域物质的量的变化情况：
上述结果表明： 电解后：三个区域的溶液都是电中性的 电解后，两电极附近的阴极区和阳极区中，浓度变化不相同。
n阳＝Q u 1
式中 n阴 、n阳分n阴别表Q示_ 阴u极 区和3 阳极区内电解质克当量数（物质
的量）的减少。
2、离子的迁移数
某种离子的迁移数ti是指该离子迁移的电量Q+与通过溶液的总电
电导是电阻的倒数，因而可 通过测定电解质溶液在某一
电阻箱电阻
D
电导池中的电阻来确定其电 电 可
导，测定电阻可通过惠茨通 导 变
池电
（wheatstone）电桥：
电容
如图示：
容（ ）抵
消A
C
检零器
阻待 测 电
电荷数。
• F 是一个适用于任何物质的常数——法拉第常数。
M 是化学当量。
zm
M
是该物质的克当量数n
z
• 上式又可写成： Q nF
• 因此 F 的物理意义：就是1克当量物质发生放电时通过溶液 的电量：此值也就是电极上有1mol电子转移时所带的电量。
F L 6 e . 0 2 1 2 m 2 0 3 1 o 1 . 6 l0 1 2 1 0 C 9 2 96 . 6 C 4 • m 8 1o 4
的负离子为 N 个。 则单位时间内通过任意横截面MM’的正离子数为 NAu（相当于 单位时间内通过某一个截面的溶液的体积为 Au ）反向通过的负 离子数为 NAu ，它们所带的电量为
Q Au Nze
Q Au Nze
e 是单位电荷的电量
则单位时间内通过该截面的总电量Q
Q Q Q A N z u e A N z u e
96 C • m 5 1 0 o 0 l
§7-2 离子的迁移数 1、离子的电迁移现象：
电迁移：在电化学中，常将离子在电场作用下而引起的运动。 在电解质溶液中通入电流，溶液中正、负离子分别向阴、阳两
极迁移，同时在电极上放电。若通过溶液的电量为Q，则两极上 均有相等的电量Q通过，且均有等克当量数（Q/F）或等物质的量
mkQ
若在溶液中通过的是恒定电流，电流强度为I，则 Q It 间t内通过的电量为，则上式：
在时
mkQkIt
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
• ⑵、在不同的电解质溶液中通过相等的电量时，各电极上起作 用的物质的质量与各自的化学当量成正比，即
m Q• M Fz
• 式中： M 是摩尔质量， z 是以电子电荷为单位的离子的
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
无论是在原电池还是电解池中，人们总是把电势较低的电极称为 负极，在电势较高的极称为正极，在电解池中阳极是正极，阴极 是负极。
在原电池中阳极是负极，阴极是正极。
2、法拉第定律： 法拉第定律：其结果可用下述两个定律来概括。
⑴、电解过程中，在电极上起作用的物质的质量（m）与电解质 溶液中通过的电量（Q）成正比，即
量Q之比，即
t Q Q
§7-2 离子的迁移数
若溶液中的离子只有两种，则
t
Q Q Q
t
Q Q Q
t t 1
为了求得迁移数与离子迁移速度之间的关系，设有一假想的实验
§7-2 离子的迁移数
一长为的圆柱体容器，两端各装有面积为 A的平行电极，容器内
充满电解质溶液，外加电压为 。
此溶液中每单位体积含有价数为 z 的正离子 N 个,含有价数 z
(二)界面移动法
（三）电动势法：
§7—3 溶液的电导率和摩尔电导率
一、电导、电导率和摩尔电导率：
电导为电阻的倒数。
G 1 I R
R l 1• l AA
G• A
l
式中 是比例系数，称为电导率（比电导），单位是 s•m1 ，
电阻率 的倒数即为电导率 。
而对电解质溶液而言，置面积为1m2的两个平行电极于电解质溶
液中，两电极间的距离为1m时的电导即为该溶液的电导率。
在相距1m的两个平行电极之间放置含有1mol电解质的溶液，此溶
液的电导称为摩尔电导率，用 m 来表示。
摩尔电导率 m 与电导率 的关系为： mVm•
即：
m
C
单位
s•m2•mo1l
§7—3 溶液的电导率和摩尔电导率
2、电导的测定，电导率和摩尔电导率的计算：
§7-2 离子的迁移数
因为溶液是电中性的即： NzNz
Q AuNzeAuNze
ANzeu u
ANzeu u
根据迁移数定义：
tQ Q AA N z e N uu z eu
u uu
tQ Q AA N z e N uu z eu
u uu
正负离子的迁移数之比
t u
3、测定迁移数的方法：
电解质实例： 1、两个惰性电极组成的电解池，假想可分为三个部分：
阴极区、中间区、阳极区 2、电解池中的溶液含有16克当量/mol的1—1型电解质。 3、通过电解池的总电量为4F（4mol F） 4、负离子的迁移速度U－是正离子迁移速度U+的3倍。
如图所示：
§7-2 离子的迁移数
§7-2 离子的迁移数
在阴极上放电的正离子的数量大于向阴极迁移的正离子数量； 在阳极上放电的负离子数量大于向阳极迁移的负离子数量，这是 因为电极上放电的离子并不全是迁移来的离子，电极附近溶液中 的该种离子也进行放电，而且是首先放电，所以，电极附近虽然 迁入某种离子，但该种离子在电极上放电数量大于它迁入的数量
t_ u
（一）希托夫法：
• 原理：
§7-2 离子的迁移数
§7-2 离子的迁移数
• 在管内装有已知浓度的电解质溶液，接通电源，这时正、负 离子分别向阴、阳两极迁移，同时在两电极上有反应发生， 致使电极附近的溶液浓度不断改变，而中部溶液的浓度基本 不变，通电一段时间之后，把阴极部或阳极管的溶液小心放 出，进行称重和分析，从而根据阴极部（或阳极部）溶液中 电解质含量的变化及串联在电路中的电量计上测出的通过的 总电量，就可求出离子的迁移数。
的物质进行放电。 由于溶液中的导电是依靠正、负离子共同完成的，因此通过溶
液的总电量Q应等于正离子输送的电量Q+与负离子输送的电量Q－ 之和，即Q= Q++ Q－，但因正、负离子所带的电量不一定相等； 它们的迁移速度又不等，所以输送的电量Q+和Q－并不相等，显 然向两极迁移的正、负离子的克当量数之和，等于任一电极上放 电物质的克当量数。
§7-2 离子的迁移数
通电前后各区域物质的量的变化情况：
上述结果表明： 电解后：三个区域的溶液都是电中性的 电解后，两电极附近的阴极区和阳极区中，浓度变化不相同。
n阳＝Q u 1
式中 n阴 、n阳分n阴别表Q示_ 阴u极 区和3 阳极区内电解质克当量数（物质
的量）的减少。
2、离子的迁移数
某种离子的迁移数ti是指该离子迁移的电量Q+与通过溶液的总电
电导是电阻的倒数，因而可 通过测定电解质溶液在某一
电阻箱电阻
D
电导池中的电阻来确定其电 电 可
导，测定电阻可通过惠茨通 导 变
池电
（wheatstone）电桥：
电容
如图示：
容（ ）抵
消A
C
检零器
阻待 测 电
电荷数。
• F 是一个适用于任何物质的常数——法拉第常数。
M 是化学当量。
zm
M
是该物质的克当量数n
z
• 上式又可写成： Q nF
• 因此 F 的物理意义：就是1克当量物质发生放电时通过溶液 的电量：此值也就是电极上有1mol电子转移时所带的电量。
F L 6 e . 0 2 1 2 m 2 0 3 1 o 1 . 6 l0 1 2 1 0 C 9 2 96 . 6 C 4 • m 8 1o 4
的负离子为 N 个。 则单位时间内通过任意横截面MM’的正离子数为 NAu（相当于 单位时间内通过某一个截面的溶液的体积为 Au ）反向通过的负 离子数为 NAu ，它们所带的电量为
Q Au Nze
Q Au Nze
e 是单位电荷的电量
则单位时间内通过该截面的总电量Q
Q Q Q A N z u e A N z u e
96 C • m 5 1 0 o 0 l
§7-2 离子的迁移数 1、离子的电迁移现象：
电迁移：在电化学中，常将离子在电场作用下而引起的运动。 在电解质溶液中通入电流，溶液中正、负离子分别向阴、阳两
极迁移，同时在电极上放电。若通过溶液的电量为Q，则两极上 均有相等的电量Q通过，且均有等克当量数（Q/F）或等物质的量
mkQ
若在溶液中通过的是恒定电流，电流强度为I，则 Q It 间t内通过的电量为，则上式：
在时
mkQkIt
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
• ⑵、在不同的电解质溶液中通过相等的电量时，各电极上起作 用的物质的质量与各自的化学当量成正比，即
m Q• M Fz
• 式中： M 是摩尔质量， z 是以电子电荷为单位的离子的
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
无论是在原电池还是电解池中，人们总是把电势较低的电极称为 负极，在电势较高的极称为正极，在电解池中阳极是正极，阴极 是负极。
在原电池中阳极是负极，阴极是正极。
2、法拉第定律： 法拉第定律：其结果可用下述两个定律来概括。
⑴、电解过程中，在电极上起作用的物质的质量（m）与电解质 溶液中通过的电量（Q）成正比，即
量Q之比，即
t Q Q
§7-2 离子的迁移数
若溶液中的离子只有两种，则
t
Q Q Q
t
Q Q Q
t t 1
为了求得迁移数与离子迁移速度之间的关系，设有一假想的实验
§7-2 离子的迁移数
一长为的圆柱体容器，两端各装有面积为 A的平行电极，容器内
充满电解质溶液，外加电压为 。
此溶液中每单位体积含有价数为 z 的正离子 N 个,含有价数 z
(二)界面移动法
（三）电动势法：
§7—3 溶液的电导率和摩尔电导率
一、电导、电导率和摩尔电导率：
电导为电阻的倒数。
G 1 I R
R l 1• l AA
G• A
l
式中 是比例系数，称为电导率（比电导），单位是 s•m1 ，
电阻率 的倒数即为电导率 。
而对电解质溶液而言，置面积为1m2的两个平行电极于电解质溶
液中，两电极间的距离为1m时的电导即为该溶液的电导率。
在相距1m的两个平行电极之间放置含有1mol电解质的溶液，此溶
液的电导称为摩尔电导率，用 m 来表示。
摩尔电导率 m 与电导率 的关系为： mVm•
即：
m
C
单位
s•m2•mo1l
§7—3 溶液的电导率和摩尔电导率
2、电导的测定，电导率和摩尔电导率的计算：
§7-2 离子的迁移数
因为溶液是电中性的即： NzNz
Q AuNzeAuNze
ANzeu u
ANzeu u
根据迁移数定义：
tQ Q AA N z e N uu z eu
u uu
tQ Q AA N z e N uu z eu
u uu
正负离子的迁移数之比
t u
3、测定迁移数的方法：