【正文】 電遷移率的數(shù)值與離子本性、電位梯度、溶劑性質(zhì)、溫度等因素有關(guān)，可以用界面移動(dòng)法測量。 A A B B 陽極部 中部 陰極部 陽極 陰極 始態(tài) + 34 m olrr??終態(tài) 離子電遷移的規(guī)律： 、陽兩極遷移的正、負(fù)離子物質(zhì)的量總和恰好等于通入溶液的總電量。在假想的AA,BB平面上有 3 mol正離子和 1 mol負(fù)離子逆向通過。 rr?? ? 當(dāng)通電結(jié)束，陰、陽兩極部溶液濃度相同，但比原溶液各少了 2 mol 而 中部溶液濃度不變 。 現(xiàn)在離子都是一價(jià)的，則離子運(yùn)輸電荷的數(shù)量只 取決于離子遷移的速度 。 設(shè)離子都是一價(jià)的，當(dāng)通入 4 mol 電子的電量時(shí)，陽極上有 4 mol 負(fù)離子氧化，陰極上有 4 mol正離子還原。 離子的電遷移率和遷移數(shù) ?離子的電遷移現(xiàn)象 ?離子的電遷移率和遷移數(shù) ?離子遷移數(shù)的測定 設(shè)想在兩個(gè)惰性電極之間有想象的平面 AA和 BB，將溶液分為陽極部、中部及陰極部三個(gè)部分。 常用電流效率來表示電解中電流利用率的高低。 常用的有銅電量計(jì)、銀電量計(jì)、和氣體電量計(jì)等。實(shí)驗(yàn)越準(zhǔn)確，所得結(jié)果與法拉第電解定律符合得越好。 ⒉ 該定律在任何溫度、任何壓力下均可以使用。 已知元電荷電量 e 為 191 .6 0 2 2 1 0 C??F L e??23 10 m ol 2 10 C?? ? ? ?196 48 4. 6 C m ol ???196 500 C m ol ???B+QnzF?0 dtQ I t? ?BB+QmMzF?d / dI Q t?根據(jù)電學(xué)上的計(jì)量關(guān)系 這就是 Faraday電解定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 若電流強(qiáng)度是穩(wěn)定的的，則 Q I t?? 荷電粒子基本單元的選取 根據(jù)法拉第定律，通電于若干串聯(lián)電解池中，每個(gè)電極上析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相同，這時(shí)，所選取的基本粒子的荷電絕對值必須相同。 ⒉ 通電于若干個(gè)電解池串聯(lián)的線路中，當(dāng)所取的基本粒子的荷電數(shù)相同時(shí)，在各個(gè)電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，其物質(zhì)的量相同，析出物質(zhì)的質(zhì)量與其摩爾質(zhì)量成正比。 注意：借助電化學(xué)裝置進(jìn)行電能和化學(xué)能的之間的相互轉(zhuǎn)化，是由電解質(zhì)溶液中的離子定向遷移、電極上發(fā)生的得失電子的反應(yīng)及金屬導(dǎo)線外電路所構(gòu)成的閉合回路共同完成的，三者缺一不可。 （ 2）電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理： ① 在兩個(gè)電極電勢差的作用下，正、負(fù)離子的定向遷移使得電流通過電解質(zhì)溶液 。 電解質(zhì)溶液 陽離子遷向陰極，在陰極上發(fā)生還原作用 A ni o en A no d? + 電源 電解池 + 陽 極 ee 陰 極 C C at h o d eat i o n ?陰離子遷向陽極，在陽極上發(fā)生氧化作用 在電解池中 陽極上發(fā)生氧化作用 陰極上發(fā)生還原作用 在電解池中 + 電源 電解池 + 陽 極 ee 陰 極 2C u C l? ? 22C l a q Cl ( g) 2e????? ?2Cu a q 2e Cu ( s)?? ??總反應(yīng) △ rGT,p0 ? ?22Cu Cl a q Cu ( s) + C l ( )g?陽離子遷向陰極 陰離子遷向陽極 在原電池中 負(fù)載電阻 正 極 負(fù) 極 Zn ZnSO4溶液 陽 極 Cu CuSO4溶液 陰 極 Danill電池 eee2+Zn 2+Cu24SO 24SO在陰極上發(fā)生還原的是 ? ? 2Z n s Z n ( a q ) 2 e????? ?2Cu a q 2e Cu ( s)?? ??在陽極上發(fā)生氧化的是 在電極上發(fā)生反應(yīng)的先后由其性質(zhì)決定 總反應(yīng) △ rGT,p0 ? ? ? ?44Z n s CuSO ( a q) Cu s Z nSO ( a q)? ? ?陽極上發(fā)生氧化作用 陰極上發(fā)生還原作用 在電解池中，用惰性電極 + 電源 電解池 + Pt ee Pt 24N a S O? ?222 H O l O ( g ) 4 H 4 e??? ? ?? ? 22 H a q 2e H ( g)?? ??電極上的反應(yīng)次序由離子的活潑性決定 總反應(yīng) △ rGT,p0 ? ?2 2 22 H O l O ( g) 2 H ( g)??陽極上發(fā)生氧化作用 陰極上發(fā)生還原作用 在電解池中，都用銅作電極 + 電源 電解池 + Cu ee Cu 4CuSO? ?2Cu a q 2e Cu ( s)?? ??電極有時(shí)也可發(fā)生反應(yīng) ? ?2Cu ( s, ) Cu a q 2 e????電 極總反應(yīng) △ rGT,p0 結(jié)論 由以上可歸納出兩點(diǎn)結(jié)論： （ 1）利用電化學(xué)裝置可以進(jìn)行電能與化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化。 2A gB r P bI、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理 討論電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理，也就是討論離子導(dǎo)體是如何連續(xù)導(dǎo)電的？為了能使離子導(dǎo)體能連續(xù)導(dǎo)電，就必須使電流通過電解質(zhì)溶液，也就必須將兩個(gè)第一類超導(dǎo)體插入電解質(zhì)溶液組成原電池或電解池，形成一個(gè)閉合回路。 注意：說某物質(zhì)是強(qiáng)或弱電解質(zhì)時(shí)一定要指明溶劑，因同一物質(zhì)在不同的溶劑中表現(xiàn)不同的性質(zhì)。一般指電解質(zhì)水溶液。 陰極： 電極名稱的對應(yīng)關(guān)系 電極名稱的對應(yīng)關(guān)系表 原電池 電解池 正極（發(fā)生還原反應(yīng)）是陰極 負(fù)極（發(fā)生氧化反應(yīng)） 是陽極 正極（發(fā)生氧化反應(yīng)）是陽極 負(fù)極（發(fā)生還原反應(yīng)）是陰極 電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)：指在溶劑中或熔融狀態(tài)下，能完全或部分離解成離子的物質(zhì)。 正極： 陰極、陽極 發(fā)生氧化作用的極稱為陽極。 正極、負(fù)極 電勢低的極稱為負(fù)極，電子從負(fù)極流向正極。 （ 2）陰極、陽極。 注意：電解池和原電池可能是一套裝置，如充電電池。 電化學(xué)裝置 電解池和原電池 電化學(xué)裝置根據(jù)電能和化學(xué)能轉(zhuǎn)化方向不同可分為兩種： （ 1）電解池：能夠?qū)崿F(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的電化學(xué)裝置。 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理和電解定律 電能 化學(xué)能 電解 電池 電化學(xué)裝置就是能夠?qū)崿F(xiàn)電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的設(shè)備。 ⒈ 電解 精煉和冶煉有色金屬和稀有金屬 ⒉ 電池 ⒊ 電化學(xué)分析 ⒋ 生物電化學(xué) 電解法制備各種化工原料、 金屬復(fù)合材料和表面特種材料 電鍍法保護(hù)和精飾金屬 陽極鈍化和氧化著色等 汽車、宇宙飛船、照明、通訊、生化和醫(yī)學(xué)等方面都要用不同類型的化學(xué)電源。 （ 3）電極過程。 （ 1）電解質(zhì)溶液理論。 電化學(xué)主要研究內(nèi)容 發(fā)展今天電化學(xué)所研究的內(nèi)容已相當(dāng)豐富，并逐漸形成了一門獨(dú)立的學(xué)科。 化學(xué)電源隨著近年來的一些尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展了得到迅速發(fā)展，各種體積小、重量輕、安全易于存放的高性能電池、微型電池不斷被研制出來，并在宇航、通信、生化、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用。 基本化工產(chǎn)品的制備和一些有機(jī)化合物的電化學(xué)合成，如氫氧化鈉、氯氣、氯酸鉀、過氧化氫等的制備，己二腈、有機(jī)酸的電化學(xué)合成。 生產(chǎn)的需要不斷推動(dòng)著電化學(xué)的發(fā)展，至今，電化學(xué)工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。 1833年，法拉第（ M. Faraday）提出法拉第定律，為電化學(xué)定量研究和電解工業(yè)奠定了理論基礎(chǔ)。 1799年，伏打（ A. Volta）設(shè)計(jì)伏要電池，給用直流電進(jìn)行研究提供了可能。 電化學(xué)是物理化學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科，其涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，如日常生活、生產(chǎn)實(shí)際、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、航天航空及現(xiàn)代新興工業(yè)都于電化學(xué)有著密切的聯(lián)系。 電化學(xué)概論 167。 電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子 167。 離子的電遷移率和遷移數(shù) 167。2022/2/13 電能 化學(xué)能 電解 電池 物理化學(xué) 電子教案 — 第八章 2022/2/13 第 八章 電解質(zhì)溶液 167。 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電機(jī)理和電解定律 167。 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo) 167。 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論簡介 167。 電化學(xué)概論 ? 電化學(xué)定義 ? 電化學(xué)發(fā)展簡史 ? 電化學(xué)基本理論 ? 電化學(xué)主要研究內(nèi)容 ? 電化學(xué)應(yīng)用 電化學(xué)定義 電化學(xué)是研究電現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象之間關(guān)系的一門學(xué)科，其主要研究內(nèi)容是電能和化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中所遵循的規(guī)律。 電化學(xué)發(fā)展簡史 1900年，吉爾伯特（ S. W. Gilbert ）發(fā)現(xiàn)摩擦靜電，人們開始認(rèn)識電現(xiàn)象。 1807年，戴維（ H. Davy）用電解法制備出金屬鈉和鉀，標(biāo)志電化學(xué)產(chǎn)生。 1831年至 1870年間，經(jīng)過法拉第、皮克希、西門子 、 帕其努悌 、古拉姆等人努發(fā)明了發(fā)電機(jī)后，電解工業(yè)得了迅速發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了電化學(xué)的發(fā)展 。 有色金屬和稀有金屬的冶煉、精煉，如鋁、鉛、鎂、鉀、鋯、鋰、鉿等的冶煉，銅、鋅的精煉，金、銀的回收等都是用電解方法。