物理化学电化学(新)ppt课件

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(3) 计算难溶盐的溶解度
①难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为是无
限稀释
Λm (难溶)盐 Λm(难溶)盐 (难c 溶)盐
②水的电导率不能忽略。
(难溶 ) 盐 (难溶)－ 盐(溶 H O液 ) 2
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⑷检验水的纯度
Λ (H O 5 ) .1 5 -S 2 0 m 2m -1ol m2 (纯 H 2 O 5 ).5 1-S 6 0 m -1
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
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本章学习基本要求
1 熟悉摩尔电导、迁移数、离子强度、平均活度、平均 活度因子、分解电压、极化等基本概念；
2 掌握能斯特方程的应用；能熟练地进行电极电势、电 动势以及电池反应的摩尔吉布斯函数、摩尔熵变、摩 尔反应焓等的计算；
(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
α
Λm
Λ
m
K01α α/ccc0/2c01α 2αc/c0
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2. 电导的测定 根据惠斯通（Wheatstone） 电桥测得Gx,则待测溶液的 电导率为：
Gl GK(或： 1K）
A x
x Cell
R Cell
s
x
Kcell= l /As 为电导池常数， 单位为m-1.
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例题
▪ 已知25℃时0.02 mol·dm-3 KCl溶液的 电导率为0.2768 S·m-1。一电导池中充以此 溶液，在25℃时测得其电阻为453Ω。在同 一电导池中装入同样体积的质量浓度为 0.555 g·dm-3 的CaCl2溶液，测得电阻为 1050Ω。计算：（1）电导池系数；（2） CaCl2溶液的电导率；（3） CaCl2溶液的 摩尔电导率。
4)Λ mκ/c Kce l l A l
5Λ )m ν Λ m , ν Λ m ,
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§7.4 电解质的平均离子活度因子及德拜 - 休 克尔（Debye-Hükel）极限公式
1. 平均离子活度和平均离子活度因子
定义： 平均离子活度
a
a
a
1/
平均离子活度因子
1/
平均离子质量摩尔浓度
b
(1) 五点基本假设： 1)电解质完全离解。 2) 离子是带电的小圆球。 3) 在离子间只有库仑力起主要作用。 4) 离子间的相互吸引能小于热运动能。 5) 溶液的介电常数和纯溶剂的介电常数无区别。
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(2)离子氛
中心离子好象被一 层异号电荷包围，而这 层异号电荷为球形对称， 电荷总值等于中心离子 电荷。这层电荷所构成 的球体称为：离子氛
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3 摩尔电导率与浓度的关系
ΛmΛm A c
Λ - 无限稀释摩尔电导率 m
适用条件：强电解质的稀溶液
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4. 柯尔劳施离子独立运动定律 在无限稀释溶液中，离子彼此独立运
动，互不影响，无限稀释电解质的摩尔电 导率等于无限稀释时阴、阳离子的摩尔电 导率之和。
ΛΛ Λ m m , m ,
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5. 应用举例
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§7.2 离子的迁移数 1. 离子电迁移分析
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2. 离子迁移数的定义 某离子运载的电流与通过溶液的总电流之比为 该离子的迁移数（transference number）用符 号t 表示。
如果溶液中只有一种电解质
t
I I I
Q Q Q
Fra Baidu bibliotek
n迁 n总
t
I I I
Q Q Q
n迁 n总
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3. 离子迁移数的测定方法-希托夫(Hittorf)法
事实上，水的电导率小于 1.01-04Sm-1
就认为是很纯的了，有时称为“电导水” 。
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（5）电导滴定
电导滴定的优点是 不用指示剂，对有 色溶液和沉淀反应 都能得到较好的效 果，并能自动纪录。
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小结前面所学的主要公式：
1) Q zFξ
2)tII IQ Q Q υυ υn n总 电 迁
3)G1/R κ 1 ρ
b
b
1/
电解质的活度
a
.
a
a
a
例题
利用表7.4.1数据，计算25℃、0.1molKg1 HCl的活度和离子的平均活度。
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2. 离子强度和德拜-休克尔极限公式 溶液中每种离子的质量摩尔浓度乘以该
离子电荷数的平方，所得诸项之和的一半称 为离子强度，即
I 1b z2 2 BB
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3 德拜-休克尔极限公式
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.
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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。
3 能区分电极的类型，熟练地写出原电池的图解式，能 根据氧化还原反应进行原电池的设计。
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§7.1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律
1.电解质溶液的导电机理 金属导电(电子导电):
电荷在电场作用下的定向移动。 电解质溶液导电（离子导电）:
离子的定向运动 + 电极反应。
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2.法拉第 (M.Faraday) 定律 通过电极的电量与发生电极反应的物质的量
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(3) 德拜-休克尔极限公式
1)单个离子 2)平均
l
gi
Az2 i
I
lgA zz I
对25℃的水溶液，A=0.509(mol-1Kg-1)-1/2 适用范围：强电解质稀(0.01mol·Kg-1以下)溶液
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§7.3 电导，电导率和摩尔电导率 1. 定义 (1)电导(G)
定义G是电阻的倒数: G = 1/R
单位为S (西门子 1 S = 1 Ω-1）
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(2) 电导率(κ): κ = G l / As
单位为 S·m-1 (3)摩尔电导率(Λm): 溶液
的电导率与其浓度之比 Λm = κ/c
单位为S. m2·mol-1.
第七章 电化学
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。
电解
电能
电池
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化学能
基础电化学研究的内容： 1. 化学能转变成电能—原电池 2. 电能转变成化学能—电解池 3. 以上两个转变都要用到的介质—电
解质溶液
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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；