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。
§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
§7-2 离子的迁移数
因为溶液是电中性的即： NzNz
Q AuNzeAuNze
§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
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
的化学反应 规定 ：发生氧化反应（也就是失去电子的反应）的电极就称为阳
极 发生还原反应（也就是得到电子的反应）的电极称为阴极。
在阳极—阴极上发生的两个电极反应的总结果就表示成电池反应。 在电解池中，电子的流动方向是由电源负极流向正极，因而与电 源负极相连的电极是发生得到电子的反应是阴极，而与电源正极
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
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
此处加标题
南京工业大学物理化 学课件第七章电化学
眼镜小生制作
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
1、基本概念： 电导体,简称导体 :定义， 分类： 第一类是电子导体：作用机理 ：靠自由电子的定向运动而导电 。 影响因素： 温度升高 ，由于导电物质内部质点的热运动加剧，阻 碍自由电子的定向运动，电阻增大，导电能力降低。 第二类是离子导体：作用机理：是依靠离子的定向运动而导电。 影响因素：温度升高时，由于溶液的粘度降低，离子运动速度加 快，在水溶液中离子化作用减弱等原因，导电能力增强。 电池：若用第一类导体，也就是金属联结两个电极，并使电流在
相连的电极是发生失去电子的反应是阳极。
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
• 原电池：若电池能自发地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
• 示意图如下：
§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。
，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
• 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
96 C • m 5 1 0 o 0 l
• 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
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
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
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。
§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
§7-2 离子的迁移数
因为溶液是电中性的即： NzNz
Q AuNzeAuNze
§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
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
的化学反应 规定 ：发生氧化反应（也就是失去电子的反应）的电极就称为阳
极 发生还原反应（也就是得到电子的反应）的电极称为阴极。
在阳极—阴极上发生的两个电极反应的总结果就表示成电池反应。 在电解池中，电子的流动方向是由电源负极流向正极，因而与电 源负极相连的电极是发生得到电子的反应是阴极，而与电源正极
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
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
此处加标题
南京工业大学物理化 学课件第七章电化学
眼镜小生制作
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
1、基本概念： 电导体,简称导体 :定义， 分类： 第一类是电子导体：作用机理 ：靠自由电子的定向运动而导电 。 影响因素： 温度升高 ，由于导电物质内部质点的热运动加剧，阻 碍自由电子的定向运动，电阻增大，导电能力降低。 第二类是离子导体：作用机理：是依靠离子的定向运动而导电。 影响因素：温度升高时，由于溶液的粘度降低，离子运动速度加 快，在水溶液中离子化作用减弱等原因，导电能力增强。 电池：若用第一类导体，也就是金属联结两个电极，并使电流在
相连的电极是发生失去电子的反应是阳极。
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
• 原电池：若电池能自发地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
• 示意图如下：
§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。
，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
• 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
96 C • m 5 1 0 o 0 l
• 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
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
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
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南京工业大学物理化学课件第七章电化学
，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 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
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
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
1、基本概念： 电导体,简称导体 :定义， 分类： 第一类是电子导体：作用机理 ：靠自由电子的定向运动而导电 。 影响因素： 温度升高 ，由于导电物质内部质点的热运动加剧，阻 碍自由电子的定向运动，电阻增大，导电能力降低。 第二类是离子导体：作用机理：是依靠离子的定向运动而导电。 影响因素：温度升高时，由于溶液的粘度降低，离子运动速度加 快，在水溶液中离子化作用减弱等原因，导电能力增强。 电池：若用第一类导体，也就是金属联结两个电极，并使电流在
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 Le 6.022 1023 mol 1 1.60221019 C 96484.6C mol 1
96500C mol 1
的化学反应 规定 ：发生氧化反应（也就是失去电子的反应）的电极就称为阳
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 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
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
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
1、基本概念： 电导体,简称导体 :定义， 分类： 第一类是电子导体：作用机理 ：靠自由电子的定向运动而导电 。 影响因素： 温度升高 ，由于导电物质内部质点的热运动加剧，阻 碍自由电子的定向运动，电阻增大，导电能力降低。 第二类是离子导体：作用机理：是依靠离子的定向运动而导电。 影响因素：温度升高时，由于溶液的粘度降低，离子运动速度加 快，在水溶液中离子化作用减弱等原因，导电能力增强。 电池：若用第一类导体，也就是金属联结两个电极，并使电流在
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 Le 6.022 1023 mol 1 1.60221019 C 96484.6C mol 1
96500C mol 1
的化学反应 规定 ：发生氧化反应（也就是失去电子的反应）的电极就称为阳
第7章电化学ppt课件
Q zFξ 法拉第定律数学表达式
Q 通过电极的电量 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 = 96485.309 C/mol
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
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。
祝大家学习愉快，天天进步！
7
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
法拉第电解定律
电解时电极上发生化学反应 的量与通过电解池的电量成 正比。
(MichaelFaraday,1791 —1867)英国、化学家
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
§7.1 电极过程、电解质溶液及法拉第定律
§7.1 电极过程、电解质溶液及法拉第定律
以电解池为例（两铜棒插入CuSO4）
电极①： Cu2++2e-→Cu(S)
①
② 与外电源负极相接电势低，是 负极。
发生还原反应，是 阴极。
结论
电极②： Cu(S)→ Cu2++2e-
与外电源正极相接，是 正极。 发生氧化反应，是阳极。
电解池： 阳极即正极
阴极即负极
Cu2++2e-=Cu
Q 通过电极的电量 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 = 96485.309 C/mol
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
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。
祝大家学习愉快，天天进步！
7
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
法拉第电解定律
电解时电极上发生化学反应 的量与通过电解池的电量成 正比。
(MichaelFaraday,1791 —1867)英国、化学家
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
§7.1 电极过程、电解质溶液及法拉第定律
§7.1 电极过程、电解质溶液及法拉第定律
以电解池为例（两铜棒插入CuSO4）
电极①： Cu2++2e-→Cu(S)
①
② 与外电源负极相接电势低，是 负极。
发生还原反应，是 阴极。
结论
电极②： Cu(S)→ Cu2++2e-
与外电源正极相接，是 正极。 发生氧化反应，是阳极。
电解池： 阳极即正极
阴极即负极
Cu2++2e-=Cu
物化 第七章 电化学ppt课件
2. 电极过程
电化学过程必须在电化学池中实现，总是伴随着电化学反应和 化学能和电能相互转换发生。
原电池： 化学能转化为电能的装置；干电池，蓄电池，燃料电池等
系统对外做电功
G T,P 0
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2. 电极过程
电解池： 电能转化为化学能的装置；电镀装置，电抛光装置等
Q m n M M z F
M-物质的摩尔质量
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3. 法拉第定律
已知元电荷电量为
1 . 6 0 2 21 0C
1 9
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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2018/11/25
2. 电极过程 原电池 将化学能转化 为电能的装置
阳极（负极）：
Zn（s）= Zn2+ （aq）+ 2e（氧化反应）
Zn
Cu
阴极（正极）：
Cu2+（aq）+ 2e- = Cu（s） （还原反应）
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3. 法拉第定律
Faraday’s Law
⒈ 在电极界面上发生化学变化物质的质量 与通入的电量成正比。 Q m 或 Q n
Michael Faraday ⒉ 通电于若干个电解池串联的线路中，当 （l791-1867) 所取的基本粒子的荷电数相同时，在各个 英国著名的自 学成才的科学家
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 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。
第七章电化学-PPT课件
Q t Q Q U U U
Q U t Q Q U U
故有
t U t U
31
4. 迁移数测定的方法 (1) 希托夫法 根据迁移数的定义，将电解池划分为 三个区：阴极区、阳极区和中间区。
Q Q
Q t Q Q Q t Q Q
(3) 影响离子迁移数因素 从上式可见，离子迁移数与溶液中正、 负离子在电场中运动的速率有关。
28
离子在电场中运动的速率除了与离子的 本性(包括离子半径、离子水化程度、所带 电荷等)以及溶剂的性质(如粘度等)有关以 外，还与外加电场的电位梯度有关，电位梯 度越大，推动离子运动的电场力也越大。 影响离子迁移数因素：温度、溶液浓度 溶质特性、溶剂特性。一般情况下，温度升 高，正、负离子的迁移数趋于相等。 离子迁移数是一比值，为无量纲的纯数。
+ -
24
+
-
25
(3) 电解时 正负离子运动规律 A. 向阴、阳两极方向迁移的正、负离子的 物质的量总和(电量)恰等于通入溶液的总电 量(法拉第数)。 通入溶液的总电量 = Q+ + QB.
正离子迁移的电量Q+ 负离子迁移的电量Q负离子运动速率正离子迁出阳极区的物质的量n+ 负离子迁出阴极区的物质的量n正离子迁入阴极区的物质的量n+
Q t Q Q
32
Q t Q Q
=
正离子迁出阳极区的物质的量n+ 通过电解池电荷的物质的量n
=
=
正离子迁出阳极区的物质的量n+
电极反应的物质的量n 正离子迁出阳极区时所迁移的电量Q+ 通过电解池的总电量
物理化学电子课件第七章电化学基础
第二节 电解质溶液
一、电导和电导率 图7－4所示为几种电解质溶液的电导率与浓度的关系。
第二节 电解质溶液
二、摩尔电导率
因为电解质溶液的电导率与浓度有关，因此不能用电导率来比较 不同浓度、不同类型的电解质的导电能力，需要引入摩尔电导率的概 念。
第二节 电解质溶液
三、电导的测定
电导是电阻的倒数，因此测量电解质溶液的电导实际上是测量其 电阻。测量溶液的电阻可利用惠斯通电桥，如图7－5所示。
第二节 电解质溶液
第三节 可逆电池及原电池热力学
一、可逆电池
（1）充电、放电反应必须可逆，即化学可逆和物质可逆，要求
（2）反应要在无限接近电化学平衡条件下进行，即可逆电池的 能量转移必须是热力学可逆的，要求电池必须在电流趋于无限小（即
I 0）的状态下工作。放电时对外所做的电功和充电时消耗的电功 大小相等，保证当系统恢复原状时环境也能复原，不留下任何变
第一节 电化学的基本概念
三、离子的电迁移和迁移数
3. 离子迁移数 t有多种测定方法，这里主要介绍希托夫(Hittorf) 法。其原理是：分别测定离子迁出或迁入相应电极区的物质的量及发 生电极反应的物质的量，然后通过物料衡算得到离子迁移数。实验装 置如图7－3所示。
第一节 电化学的基本概念
三、离子的电迁移和迁移数 实验测定中的物料衡算思路为：电解后某离子剩余的物质的量
二、法拉第电解定律
1833年,英国科学家法拉第(Faraday)在研究了大量电解过程后提出 了著名的法拉第电解定律——电解时电极上发生化学反应的物质的量与 通过电解池的电荷量成正比，简称为法拉第定律，其数学表达式为:
第一节 电化学的基本概念
三、离子的电迁移和迁移数
通电于电解质溶液后，溶液中承担导电任务的阴、阳离子分别向 阳极和阴极移动，同时在相应的两个电极界面上发生氧化或还原作用。 这种在电场作用下阴、阳离子分别向两极运动的现象称为电迁移。电 迁移是电解质溶液导电的必要条件。即
物理化学电化学(新)PPT课件
波根多夫对消法
检流计中无电流通过时：
E E AC x N AC
.
38
§7.6 原电池热力学
根据热力学第二定律：
dGT，p = δW’r
又
W’=-EIt=-EQ,
δW’r = - Ed(zFξ) = dGT，p 则单位反应进度的反应：
ΔrGmG T,p zFE
标准态下进行的反应：ΔrGmӨ = - zFEӨ
3Δ )rG m zF ;Δ r E S m z F E T p Q rm , T Δ rS m
.
43
§7.7 电极电势和液体接界电势
1. 电极电势 选氢电极作为参考标准，定义其在标准态
下的电极电势为0，以此电极为负极与欲测电 极组成电池，测得此电池的电动势即为欲测电 极的电极电势,也称为还原电极电势。
之间的关系:
QzF
Q --通过电极的电量;
z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数)
ξ--电极反应的反应进度;
F -- 法拉第常数, ≈96500 C·mol-1.
.
7
例题
0.20 A的电流通过 CuCl2溶液2 h，在 阴极上析出了Cu和H2，析出Cu的质量为 0.3745 g，求析出H2标准状况下的体积， Cu的相对原子质量为63.33。
17
5. 应用举例
(1)柯尔劳施公式可以求算弱电解质的极限摩尔电
导率。
例题
已知25℃HCl、CH3COONa和NaCl极限摩 尔电导率分别是426.16×10-4、91.01×10-4和
126.45 S·m2·mol-1, 求CH3COOH 的极限摩尔电 导率。
.
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(2)计算弱电解质的解离度及解离常数