电解质溶液.ppt

电化学电解质溶液
§1 电化学基本概念与法拉第定律
1. 导体:能导电的物体
第一类导体:电子导体
靠电子的定向运动导电,如金属,石墨等;
第二类导体:离子导体
靠离子的定向运动导电,如电解质溶液,熔化的电解质等。分为强电解质和弱电解质。
随着温度升高,电子导体的导电能力减弱;离子导体的导电能力增强。
2. 电池
用第一类导体浸入电解质溶液作为电极,并用第一类导体的导线连接两个电极构成外电路,这样构成电池。
电解池:将电能转化为化学能。
例1: 用惰性电极Pt电解CuCl2溶液
负极(还原反应): Cu2+ + 2e-  Cu
正极(氧化反应): 2Cl-  2e-  Cl2
例2: 用反应电极Cu电解CuCl2溶液
负极(还原反应): Cu2+ + 2e-  Cu
正极(氧化反应): Cu  Cu2- + 2e-
例3: 电解H2SO4,Na2SO4或NaOH
负极(还原反应): 2H+ + 2e-  H2
正极(氧化反应): 2OH 2e- (1/2)O2 + H2O
原电池:将化学能转化为电能。
例: 丹尼尔电池
负极(氧化反应): Zn(s)  2e-  Zn2-
正极(还原反应): Cu2+ + 2e-  Cu(s)
3. 电极
正极(+): 电势较高的电极
负极(): 电势较低的电极
阳极: 发生氧化反应
阴极: 发生还原反应
电解池:阳极(+) 阴极()
原电池: 阳极() 阴极(+)
注意: 在电池中,电流由电解质溶液中的正离子和负离子共同负载。阳离子总是移向阴极,阴离子总是移向阳极
4. 法拉第电解定律
当电流通过电解质溶液后,在电极上析出物质的量与通过的电量成正比。
法拉第常数:
1F = 1mol电子的电量= Le = -1
电极反应: Mz+ + z e-  M
通过的电量是Q,则析出物质的摩尔数为
n = Q/zF
基本单元:相当于元电荷所荷电量的电解质。
如(1/2CuSO4), (1/2H2SO4)。当1F电量通过电解质溶液时,在电极上将析出1mol基本单元的物质,如1mol(1/2H2), 1mol(1/2Cu), 1molAg等。
§2 电解质溶液的电导
1. 电导与电导率
电导:电阻R的倒数。
G = 1/R 单位:-1 = S(西门子)
电导率:电阻率的倒数
即单位长度单位横截面积的导体的电导
= 1/单位: S/m
R = l/A G = A/l
电导和电导率越大,导体的导电能力越强
2. 电导与电导率的测定
电导的测定:韦斯顿电桥
电导池
电导池常数: l/A
利用已知电导率的溶液(KCl溶液)测定电导池常数。
电导率的计算:用同一电导池测定待测溶液的电导G,已知电导率为0的KCl溶液的电导G0,
= 0G/G0
3. 电导率与浓度的关系
浓度增大,电导率先增后减
电导率是单位体积中的电解质溶液的电导。因此当浓度增大时,单位体积中的离子数增多,溶液的导电能力增强;但当浓度增大到一定程度时,离子之间的相互作用增大,离子移动的速率减小,导电能力下降。
影响电解质溶液的导电能力的因素:离子数,离子运动快慢(决定于离子的浓度,种类,价数等)