§8.1-电化学中的基本概念和电解定律.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,8.1,电化学中的基本概念和电解定律,电能,化学能,电解,电池,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。,原电池和电解池,1,电解,精炼和冶炼有色金属和稀有金属,电池,电化学分析,生物电化学,电化学的用途,电解法制备各种化工原料、,金属复合材料和表面特种材料,电镀法保护和精饰金属,阳极钝化和氧化着色等,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。,2,A.,自由电子作定向移动而导电,B.,导电过程中导体本身不发生变化,C.,温度升高，电阻也升高,D.,导电总量全部由电子承担,第一类导体,又称电子导体，如金属、石墨等,能导电的物质称为导电体，通常分为两类：,第一类导体的特点是：,3,阴极、阳极,发生,还原作用,的极称为,阴极。,阴极：,(Cathode),发生,氧化作用,的极称为,阳极。,阳极：,(Anode),在,原电池中，阴极是正极,；在电解池中，阴极是负极。,在,原电池中，阳极是负极,；在电解池中，阳极是正极。,6,电解质溶液,阳离子迁向,阴极,，在阴极上发生,还原作用,-,+,电源,电解池,+,阳,极,-,阴,极,阴离子迁向,阳极,，在阳极上发生,氧化作用,在电解池中,7,阳极上发生氧化作用,阴极上发生还原作用,在电解池中,-,+,电源,电解池,+,阳,极,-,阴,极,8,阳离子迁向,阴极,阴离子迁向,阳极,在原电池中,负载电阻,正,极,负,极,Zn,ZnSO,4,溶液,阳,极,Cu,CuSO,4,溶液,阴,极,Danill,电池,在阴极上发生,还原,的是,在阳极上发生,氧化,的是,在电极上发生反应的先后由其性质决定,9,阳极上发生氧化作用,阴极上发生还原作用,在电解池中，用惰性电极,-,+,电源,电解池,+,Pt,-,Pt,电极上的反应次序由离子的活泼性决定,10,阳极上发生氧化作用,阴极上发生还原作用,在电解池中，都用铜作电极,-,+,电源,电解池,+,Cu,-,Cu,电极有时也可发生反应,11,Faraday,电解定律,Faraday,归纳了多次实验结果，于1833年总结出了电解定律,在电极界面上发生化学变化物质的质量,与通入的电荷量成正比。,通电于若干个电解池串联的线路中，当所取的基本粒子的荷电数相同时，,在各个电极上发生反应的物质，其物质的量相同,，析出物质的质量与其摩尔质量成正比。,12,人们把在数值上等于,1 mol,元电荷的电量称为,Faraday常数,。,已知元电荷电量,e,为,13,电子得失的计量系数为,z,+,，欲从阴极上沉积出,1 mol M(s)，即反应进度为1 mol 时，需通,入的电量为,Q,如果在电解池中发生如下反应：,若反应进度为,时需通入的电量为,若通入任意电量,Q,时，阴极上沉积出金属B的物质的量n,B,和质量m,B,分别,为：,14,根据电学上的计量关系,这就是,Faraday电解定律的数学表达式,若电流强度是稳定的的，则,15,荷电粒子基本单元的选取,根据法拉第定律，通电于若干串联电解池中，每个电极上析出物质的物质的量相同，这时，所选取的基本粒子的荷电绝对值必须相同。例如：,荷一价电,阴极,阳极,荷三价电,阴极,阳极,荷二价电,阴极,阳极,16,例题：,通电于 溶液，电流强度,求：通入电荷量,通电时间,阳极上放出氧气的质量,阴极上析出,已知,17,解1,若电极反应表示为,阴极,阳极,析出,1.20g Au(s)时的反应进度为,18,解2,若电极反应表示为,阴极,阳极,析出,1.20g Au(s)时的反应进度为,19,Faraday,电解定律的意义,是电化学上最早的定量的基本定律，揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。,该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。,该定律的使用没有什么限制条件。,20,或,电流效率,21,