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同学你好
我们本章学习的是电化学
本节课要讲的是原电池与电解池
我们将从以下几个方面来讲解
第一部分导体
第二部分电极与电极反应
第三部分原电池与电解池
第四部分法拉第定律
首先介绍一下导体
能够导电的物质
我们称为叫导电体
简称导体
那么在物理中
我们经常所讲的导体是电子导体
比如金属石墨
它有以下几个特点
第一个特点
它的导电是自由电子的定向移动产生的
第二点
导电过程中导体本身不发生变化
第三点
它的电阻会随温度的升高而升高
第四点
导电总量全部由电子来承担
这是我们最熟悉的一类导体
我们本章重点学习的是第二类导体
离子导体
如电解质溶液
熔融电解质等
它的特点
第一项就是正负离子做反向移动而导电
那它的导电总量由正负离子来分担
在导电过程中会有化学反应发生
在温度升高时电阻会下降
这是由于温度升高
液体的粘度会下降
它的离子运动会加快
下面来介绍电极与电极反应
我们将电极分为两类
用两种方式来命名
按电势的角度分为正极和负极
按照化学反应的角度可以分为阴极和阳极
我们将电势高的一级作为正极
电流是从正极流向负极的
电势低的一级称为负极
电子是从负极流向正极
根据化学反应
我们可以分为阴极和阳极
阴极是发生还原反应的一级
而阳极是发生氧化反应的一级
在电化学的研究中
我们通常用阴极和阳极来区分两类电极
因为我们更关注的是电化学反应
离子迁移在溶液中
阴离子向阳极迁移
而阳离子向阴极迁移
下面我们来介绍原电池与电解池
原电池我们将化学能转化为电能的装置
称为原电池
在电化学这一章
我们会很关注能量转换
关注化学能与电能之间的转换
那么原电池就是这样一种装置
将化学能转化为电能
在原电池中发生氧化作用的是阳极
那么电子从阳极流向阴极
阳极电势就会低
所以叫做负极
发生还原作用的是阴极
电流由阴极流向阳极
阴极电势高
所以是正极
在电解池中
我们会加入外加电源
电解池是将电能转化为化学能的装置
与电源负极相连接的
为电解池的负极
与电源正极相连接的
是电解池的正极
那么在电解池中与原电池一样
发生还原反应的是阴极
发生氧化反应的是阳极
在溶液中正离子向阴极迁移
负离子向阳极迁移
下面介绍法拉第定律
1833年法拉第经过多次实验
总结出一条基本定律
称为法拉第定律
法拉定律的主要内容是
当电流通过电解液溶液时
通过电极的电量
与发生电极反应的物质的量成正比
我们知道电化学装置
是研究电能与化学能之间的转化关系
那么法拉第提出的法拉第定律
就清晰的告诉我们
电能与化学能之间转移的定量的数量关系
将1mol元电荷所带的电量称为法拉第常数
F等于L乘以e
也就是说F应该等于
阿伏加德罗常数个电子所带的电量
因此我们用阿伏加德罗常数6.02×10的23次方
乘以单个电子所带电量
1.602×10的-19次方库仑
它们的乘积就是1mol元电荷所在的电量
称为法拉第常数
约等于96500
在电解池中可以发生如下电极反应
金属正离子被还原成金属
e代表电子
z正代表电极反应中电子转移的计量数
如果要从溶液中沉积出1mol金属M
那么反应进度为1mol的时候
所需要通过的电量由法拉第定律可以知道
Q等于z+乘以eL
eL在我们之前所讲过的应该等于法拉第常数
所以Q应该等于z+乘以F
电极反应的反应进度为ξ时
通过的电量Q就应该等于
z+乘以F乘以ξ
这是法拉第定律的数学表达式
法拉第定律提出有非常重要的意义
法拉第定律是电化学史上最早的定量的基本定律
它揭示了通路电量
与析出物质之间的一个定量关系
而且法拉第定律没有任何的使用限制条件
可以适用于任何温度与压力
由法拉第定律
我们可以引出电流效率
在实际电解的时候
电极上常发生副反应或者刺激反应
实际上消耗的电荷量要比
法拉第定律计算所需的理论电荷量多一些
那么两者之比
我们称之为电流效率
当析出一定物质的时候
或者当通入一定电量之后
电流效率可以表达为如下
按法拉第定律计算的所需的理论电荷量
比上实际消耗的电荷量
这也就是说在副反应或刺激反应上
会消耗一部分电量
或者等于电极上的产物的实际质量
比上法拉第计算所得到的理论的
产物质量乘以百分之百
电流效率通常用百分数来表示
好我们这节就讲到这里
-绪论
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--绪论
-1.1 原电池与电解池
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--原电池与电解池
-1.2 离子的迁移数与迁移速率
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-1.3 电导、电导率和摩尔电导率
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-1.4 离子独立移动定律
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--离子独立移动定律
-1.5 电导的测定及应用
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--电导的测定及应用
-1.6 强电解质溶液理论
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--强电解质溶液理论
-1.7 可逆电池
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--可逆电池
-1.8 电池设计
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--电池设计
-1.9 可逆电池热力学
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--可逆电池热力学
-1.10 电极电势和液体接界电势
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-1.11 电池电动势
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--电池电动势
-1.12 极化作用
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--极化作用
-1.13 金属的电化学腐蚀、防腐和钝化
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-1. 电化学--习题
-2.1 化学动力学概述
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--化学动力学概述
-2.2 化学速率，速率方程和反应级数
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-2.3 基元反应和质量作用定律
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-2.4 一级反应
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-- 一级反应
-2.5 二级反应
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--二级反应
-2.6 零级反应和n级反应
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-2.7 反应级数测定方法
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--反应级数测定方法
-2.8 温度对反应速率的影响
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-2.9 活化能和指前因子
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--活化能和指前因子
-2.10 典型复杂反应——平行反应
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-2.11 典型复杂反应——对峙反应
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-2.12 典型复杂反应——连锁反应
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-2.13 速率方程近似处理方法
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-2.14 气体反应碰撞理论
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--气体反应碰撞理论
-2.15 过渡态理论
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--过渡态理论
-2.16 链式反应
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--链式反应
-2.17 光化学反应（一）
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--光化学反应（一）
-2.18 光化学反应（二）
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--光化学反应（二）
-2.19 催化作用原理
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--催化作用原理
-2. 化学动力学--习题
-3.1 表面张力
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--表面张力
-3.2 弯曲表面上的附加压力
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-3.3 物质的亚稳状态
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--物质的亚稳状态
-3.4 液固界面
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--液固界面
-3.5 溶液表面的吸附
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--溶液表面的吸附
-3.6 表面活性剂
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--表面活性剂
-3.7 固体表面
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--固体表面
-3.8 表面吸附方程
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--表面吸附方程
-3.9 分散系统和胶体
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--分散系统和胶体
-3.10 胶体的性质（1）
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--胶体的性质（1）
-3.11 胶体的性质（2）
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--胶体的性质（2）
-3. 表面化学与胶体--习题
-4.1 概述
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-- 概述
-4.2 Boltzmann 统计
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-4.3 撷取最大项
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--撷取最大项
-4.4 最概然分布
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-- 最概然分布
-4.5 a, b值的推导
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--a, b值的推导
-4.6 Boltzmann 公式的讨论
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-4.7 配分函数
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--配分函数
-4.8 配分函数的分离
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-4.9 原子核配分函数
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-4.10 电子配分函数
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--电子配分函数
-4.11 平动配分函数
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--平动配分函数
-4.12 单原子理想气体热力学函数
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-4.13 转动配分函数
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-- 转动配分函数
-4.14 振动配分函数
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--振动配分函数
-4.15 分子的全配分函数
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--分子的全配分函数
