电化学原理第三版
电化学原理PPT课件
（saturated calomel electrode，SCE） 6.导线；7. Hg；8.纤维
以标准氢电极的电极电势为标准，
可以测得SCE的电势为0.2415V。
.
21
对电极（辅助电极）
对电极一般使用惰性贵金属材料如铂丝等， 以免在此表面发生化学反应，用于与工作 电极形成回路。
.
22
电化学工作站
.
17
电化学三电极系统
• 工作电极（Working electrode） • 参比电极（Reference electrode） • 对电极（Auxiliary electrode）
.
18
工作电极
滴汞电极（极谱法） 铂电极 金电极 碳电极 热解石墨(PG)
玻碳(GC) 碳糊 碳纤维
.
19
参比电极
.
9
电分析成为独立的方法学
• 三大定量关系的建立 1833年法拉第定律Q=nFM 1889年能斯特W.Nernst提出能斯特方程
1934年尤考维奇D.Ilkovic提出扩散电流方程 Id = kC
.
10
近代电分析方法
(1) 电极的发展：化学修饰电极、超微电极 (2) 多学科参与：生物电化学传感器 (3)与其他方法联用：光谱-电化学、HPLC-EC、
1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证
富兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是
做电实验的第一个牺. 牲者。
4
电化学的发展史
1791年, 意大利伽伐尼的青蛙实验 (电化学的起1799年, 伏特堆 (伏特电池/原电池的雏形)
.
6
电化学的发展史
1807年, 戴维电解木灰(potash)和苏打(soda)， 分别得到钾(potassium)和钠(sodium)元素
基础化学(第3版)课件：第九章 电极电位
2021年6月24日星期四
第八章 电极电位
31
【例8-2】写出并配平下列各电池的电极反应、电 池反应，并说明电极的种类
(-) Pb, PbSO4(s) K2SO4(c1) KCl(c2) PbCl2(s),Pb (+) 【解】
正极反应： PbCl2(s)+2e-
Pb+2Cl-
此电极为金属-金属难溶盐电极
2Fe3+ + Sn2+
2Fe2+ + Sn4+
6Br2 + P4 4PBr3
Fe3+和Br 2为反应中的氧化剂，Sn2+和P4为反应中的 还原剂。
2021年6月24日星期四
第八章 电极电位
17
（三）氧化还原半反应与氧化还原电对 任何氧化还原反应都可拆成两个半反应(halfreaction)。如反应
21
正极反应和负极反应又称作半电池反应(half-cell reaction)。由半电池反应相加所得总反应为电池反应 (cell reaction)：
Zn + Cu2+＝Cu + Zn2+
可以看出电池反应就是氧化还原反应。
2021年6月24日星期四
第八章 电极电位
22
三、电极组成和电极类型
原电池中的半电池又称为电极(electrode)。
Fe3O4中Fe的氧化值为+8/3。 3x +(-2)×4=0，x =+8/3
C2H6中C的氧化值为+3。 2x+(+1) ×6=0， x=+3
2021年6月24日星期四
第八章 电极电位
15
凡是元素氧化值升高的过程称为氧化(oxidation)， 元素氧化值降低的过程称为还原(reduction)。因而氧化 还原反应的特征就是元素氧化值发生了改变。例如
3版仪器分析第1节-电化学分析法概述课件
22:57:54
3. 电化学分析法的特点
（1）灵敏度、准确度高，选择性好 被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
（2）电化学仪器装置较为简单，操作方便 直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动
控制和在线分析。 （3）应用广泛
传统电化学分析：无机离子的分析； 测定有机化合物也日益广泛； 有机电化学分析；药物分析； 电化学分析在药物分析中也有较多应用。 活体分析。
高频电导分析
特点：溶液与电极不直接接触；
22:57:55
三、电化学分析的应用领域
application fields of electrochemical analysis
1.化学平衡常数测定 2.化学反应机理研究 3.化学工业生产流程中的监测与自动控制 4.环境监测与环境信息实时发布 5.生物、药物分析 6.活体分析和监测（超微电极直接刺入生物体内）
22:57:55
内容选择
第一节 电化学分析概述
generalization of electro-chemical analysis
第二节 化学电池与电极电位
electrochemical cell and electrode potential
22:57:55
结束
学习目标
1、复述故事，深入理解文章内 容，初步把握人物形象。
22:57:54
5. 电化学分析的学习参考资料
(1)《电化学分析导论》，科学出版社，高小霞等，1986 (2)《电化学分析》，中国科大出版社，蒲国刚等，1993 (3)《电分析化学》，北师大出版社，李启隆等，1995 (4)《近代分析化学》，高等教育出版社，朱明华等，1991
电化学原理及应用-PPT课件
【变式1】(2010·江苏卷)下图是 一种航天器能量储存系统原理 示意图。下列说法正确的是( )
A．该系统中只存在3种形式的能量转化 B．装置Y中负极的电极反应式为： O2＋2H2O＋4e－ 4OH－ C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D．装置X、Y形成的子系统能实 现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转 化
解析：图2是原电池，其中A(负极)电极反应式为： BH－—8e－＋8OH－ BO＋6H2O，B(正极)电极反应式为： H2O2＋2e－ 2OH－，故Na＋应往正极区迁移，A错B对；
C 项 所 对 应 的 情 况 是 Zn － C － ZnSO4 原 电 池 ( 吸 氧 腐 蚀)，负极(Zn板)电极反应式为：Zn－2e－ Zn2＋，正极 (铅笔)电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O 4OH－，C对；
3．对于二次电池反应，需要看清“充电、放电” 的方向，放电的过程为原电池，充电的过程为电 解池。 4．电解质溶液中的离子(如H+、OH-)，若电极反 应的产物能与之反应，则要写在反应式中。
【典型例题1】 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结 构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( B) A．该电池能够在高温下工作 B．电池的负极反应为： C6H12O6＋6H2O－24e－ 6CO2↑＋24H＋ C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移 D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成 标准状况下CO2 44.8 L
答案：A、B
与原电池正极相连的电极为电解池的 阳极，与负极相连的电极为电解池的阴极。 在阳极处为阴离子放电，在阴极处为阳离 子放电，根据题中的现象，可以得出阴、 阳极，进而得出正、负极。
【变式2】(2011·苏锡常镇二模)图1是在金属锌板上贴 上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料 电池；
电化学原理(第三版)思考题&公式
第五章思考题1.在电极界面附近的液层中，是否总是存在着三种传质方式？为什么？每一种传质方式的传质速度如何表示？答：电极界面附近的液层通常是指扩散层，可以同时存在着三种传质方式（电迁移、对流和扩散），但当溶液中含有大量局外电解质时，反应离子的迁移数很小，电迁移传质作用可以忽略不计，而且根据流体力学，电极界面附近液层的对流速度非常小，因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散。
三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度J来表示。
2.在什么条件下才能实现稳态扩散过程？实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程有什么区别？答：当电极反应所消耗的反应粒子数和扩散补充来的反应粒子数相等，就可以达到一种动态平衡状态，即扩散速度与电极反应速度相平衡。
这时反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化，而仅仅是距离的函数；扩散层的厚度不再变化；离子的浓度梯度是一个常数，这就是稳态扩散过程。
理想条件下，人为地把扩散区和对流区分开了，因此理想稳态扩散过程中，扩散层有确定的厚度；而实际情况下，扩散区与对流区是相互重叠、没有明显界限的，只能根据一定的理论来近似求得扩散层的厚度。
二者在扩散层内都是以扩散作用为主。
因此二者具有相似的扩散动力学规律，但推导实际情况下的稳态扩散动力学公式需要借用理想稳态扩散的动力学公式。
3.旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极有什么优点？它们在电化学测量中有什么重要用途？答：旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的，因此电极表面各处的电流密度分布均匀。
这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。
它们可以测量并分析极化曲线，研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。
4.试比较扩散层、分散层和边界层的区别。
扩散层中有没有剩余电荷？答：根据扩散传质理论，紧靠电极表面附近，有一薄层，此层内存在反应粒子的浓度梯度，这层叫做扩散层；电极表面的荷电粒子由于热运动而倾向于均匀分布，从而使剩余电荷不可能完全紧贴着电极表面分布，而具有一定的分散性，形成所谓分散层；靠近电极表面附近的液流层叫做边界层，越接近电极表面，其液流流速越小。
电化学原理第三版课程设计
电化学原理第三版课程设计一、课程介绍及目标本课程为电化学原理的第三版教学课程设计，主要教授电化学原理基础知识及其应用，为学生打下坚实的理论基础，开阔视野，提高实践能力。
本课程的主要目标是：1.掌握电化学原理的基本理论知识，了解电化学在物理、化学、生物等方面的应用；2.加强学生的实验技能，提高学生的实际操作能力；3.培养学生的团队合作意识和创新思维，培养学生的科研能力和综合素质。
二、课程内容1. 电化学基础知识介绍电化学领域的基本概念、理论模型和基本计算方法，包括视电导法，计算离子扩散系数和活度系数，计算氧化还原电位等。
2. 电化学实验技术讲解电化学实验中的基础技术，包括电化学测试方法，电化学试样制备和电化学设备的使用。
3. 应用领域探讨电化学在物理、化学、生物等领域的应用，包括电子材料的制备和修饰，微生物电化学过程，电生化学和纳米电化学等。
三、教学方法1. 理论课由教师讲授电化学原理的基本知识，结合案例分析，扩展应用领域，并回答学生的问题。
2. 实验课通过实验训练，加强学生的实践能力和操作技能。
实验内容包括基础的电位和电流测试、电容器测试等。
3. 讨论和合作通过小组讨论和合作，加强学生的团队合作意识和创新思维，同时加深对电化学原理的理解。
4. 作业和考试通过课后作业和期末考试，测评学生的学习成果，促进学生的自我教育和自我提升。
四、教学评估方法1. 学生自评每周结束时，学生需进行教学效果评估，并填写相应的评估表，以方便教师合理调整课程内容和教学方式。
2. 教师评估教师通过课堂表现、作业和期末考试等方式对学生进行综合评估，并将结果反馈给学生，帮助学生自我改进和提高。
五、参考书目1.Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods. NewYork: John Wiley, 2000.2.Newman, J.; Thomas-Alyea, K. Electrochemical Systems. UpperSaddle River, NJ: Prentice Hall, 2004.3.Conway, B. E. Electrochemical Supercapacitors: ScientificFundamentals and Technological Applications. New York: Springer, 2013.六、教材评估本教材的主要优点是：1.知识点概念清晰且易于理解；2.实验设计简单、可操作性强；3.涵盖多个应用领域，引导学生拓展思路；4.书目评价及时、快速。
电化学原理
第 一 章 绪论
§1.1电化学科学的研究对象 §1.2电化学科学的发展简史 §1.3电化学科学涉及的领域 §1.4电化学科学的应用
§1.1 电化学科学的研究对象
• 研究对象： 电子导电回路 电解池回路 原电池回路
1、电子导电回路
• 自由电子跨越相界面 定向运动，不发生化 学变化。
• 第一类导体： 依靠自由电子导电 金属、合金、石墨
阴极上因为还原反应使电子贫乏，电位高，是 正极。
电流从正极流向负极。
电化学中：
发生氧化反应的电极称阳极
负极
正极
发生还原反应的电极称阴极
电极电位较高的电极是正极
电极电位较低的电极是负极
4、电化学科学的研究对象
电子导电相（物理学研究范畴） 离子导电相（经典电化学研究的领域） 界面效应（现代电化学研究内容）
二、电化学发展缓慢（20世纪上半叶） 电化学家企图用热力学方法解决一切电化学
问题，遭到失败。
三、电化学动力学发展（ 20世纪40年代）
弗鲁姆金等 析氢过程动力学
和双电层结构研究取得进展
格来亨
用滴汞电极研究两类导体界面
电化学动力学：研究电极反应速度及其影响因素
四、理论和实验技术突破性进展（ 20世纪60年代） 理论方面：非稳态传质过程动力学 表面转化步骤 复杂电极过程 实验技术方面：界面交流阻抗法 暂态测试方法 线性电位扫描法 旋转圆盘电极系统
对于溶液中的离子，其电化当量即该离子的摩尔质量 与其电荷数的比值，如1电化当量的Ag+=108g；1电化 当量的Al3+=27/3g。
§1.2 电化学科学的发展简史
一、电化学热力学发展（1799~1905）
1799 物理学家伏打发明第一个化学电源 1800 尼克松发明电解水 1833 法拉第定律发现 1870 亥姆荷茨提出双电层概念 1889 能斯特提出电极电位公式 1905 塔菲尔提出塔菲尔公式
电子教案与课件：无机化学(第三版) 10-2
由于φӨ (Fe3+/Fe2+ )与φӨ(S/H2S)之间的差值较大，因此，当 加入FeCl3 时，首先发生的反应是：
H2S+2Fe3+=== 2Fe2+ +S↓+2H+ S不溶于水而使水层出现浑浊。当H2S几乎被全部氧化时， 继续加入FeCl3，则发生下列反应：
第二节 电极电势
第九章 电化学基础
一、原电池
1. 原电池的工作原理 如果把Zn放入CuSO4 溶液中，会发生如下反应：
此时，电子转移是直接进行的，电子的流动是无序的，因 此没有电流产生。随着反应的进行，溶液的温度会升高，即化 学能转变成了热能。
[演示实验9-1] 按图9-1所示,将锌片插入盛有50mL1mol·L-1 ZnSO4 溶液的烧杯中，将铜片插入盛有50mL1mol·L-1CuSO4 溶液的烧杯中，用盐桥将两烧杯中的溶液联通，再用安培计将 两金属片接通。观察现象。
上页 下页 返回 帮助
第二节 电极电势
第九章 电化学基础
“25℃时，测得标准氢电极的电极电势为零”这种说法对 吗? 为什么?
*3.标准电极电势的测定 测定标准电极电势的方法及步骤如下： ① 将待测电极与标准氢电极组成原电池； ② 测出该原电池的标准电动势。EӨ。EӨ是组成原电池的 两电极均处于标准态时测得的电动势。EӨ与该原电池中两个电 极的标准电极电势之间的关系为：
上页 下页 返回 帮助
第二节 电极电势
1. 标准氢电极 如图9-3所示，
第九章 电化学基础
图9-3 标准氢电极的构成
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电化学原理第三版
电化学原理是研究电化学过程的基本规律和原理的学科，它是电化学的理论基础。
电化学原理第三版是一本系统全面介绍电化学基本理论和应用的专业书籍，旨在帮助读者深入理解电化学的基本原理和应用，掌握电化学实验技术和方法。
本书首先介绍了电化学基本概念，包括电化学反应、电极反应动力学、电解质
溶液和电解质溶液界面等内容。
其次，系统介绍了电化学动力学理论，包括电极过程的动力学方程、电化学动力学实验方法和电化学动力学实验数据处理等内容。
然后，详细介绍了电化学平衡理论，包括电极电势、电极反应的热力学和动力学条件、电解质溶液的电解平衡和电解平衡的测定等内容。
最后，介绍了电化学分析方法和电化学工程应用，包括电化学分析方法的原理和应用、电化学工程在环境保护、能源开发和材料制备等方面的应用。
电化学原理第三版具有以下特点，一是理论联系实际，理论知识与实际应用相
结合，既有理论分析，又有实验数据和应用案例。
二是系统全面，涵盖了电化学的基本理论和应用领域，内容全面、结构合理。
三是通俗易懂，语言通俗易懂，图文并茂，生动形象，便于读者理解和掌握。
四是注重实践，重视实验技术和方法的介绍，注重实验数据的处理和分析，有利于读者的实践操作和实验设计。
总之，电化学原理第三版是一本系统全面介绍电化学基本理论和应用的专业书籍，适合电化学专业的学生和科研人员阅读，也可作为相关专业的教材和参考书使用。
希望本书能够对读者深入理解电化学的基本原理和应用，掌握电化学实验技术和方法有所帮助。