物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学PHYSICALCHEMISTRY主讲谭碧生Email:tanbisheng@swust.edu.cn材料类专业课程西南科技大学物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学电化学是研究电能和化学能相互转化规律的科学主要有三部分主要有三部分：：?电解质溶液：（§7.1--§7.4）?原电池：（§7.5--§7.9）?电解和极化：（§7.10--§7.12）物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学§7.1电解质溶液的导电机理及法拉第定律§7.2离子的迁移数§7.3电导、电导率和摩尔电导率§7.4电解质的平均离子活度因子及德拜-休克尔极限公式§7.5可逆电池及其电动势的测定§7.6原电池热力学§7.7电极电势和液体接界电势§7.8电极的种类§7.9原电池设计举例§7.10分解电压§7.11极化作用§7.12电解时的电极反应物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学§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电子导体(金属等)导电机理:自由电子的定向运动，导体本身不发生任何化学变化。离子导体(电解质溶液等)导电机理:离子的定向运动，导电同时发生电极反应。所谓“电极反应”，即是:电极上进行的得失电子的反应阳极:失去电子，发生氧化反应的电极阴极:得到电子，发生还原反应的电?物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学电池反应:两个电极反应的总和。而正负极由电位高低来确定：电位高的电极为正极；电位低的电极为负极。而且在回路中任一截面，无论是金属导线、电解质溶液，还是电极与溶液间的界面，在相同时间内，必然通过相同的电量。由电解质溶液导电=电极反应+离子定向迁移，引出：电极反应的物质的量与通过的电量的关系→法拉第定律；阴、阳离子迁移的电量占通过溶液总电量的分数→迁移数物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学正极:电势高阳极正极阳极负极注电解池原电池负极:电势低阴极负极阴极正极物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学2.法拉第(M.Faraday)定律描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系无论对阴极上的反应：氧化态+ze-=还原态还是对阳极上的反应：还原态=氧化态+ze-均有下式：zFξQ其中：Q--通过电极的电量；z--电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；ξ--电极反应的反应进度；F--法拉第常数;F=Le=96485.309C/mol物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学结论：通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。实例：(1)电极反应：Ag++e-=Ag(电解AgNO3溶液时的阴极反应）因为z=1，所以若通过电量Q=96500C，1molmolC965001C96500-1zFQmol1)(Ag)(Agmol1(Ag)(Ag)νnνn)(Ag)(Ag(Ag)(Ag)νnνn物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学即是有1molAg+被还原，有1molAg沉积了下来。(2)电极反应Cu=Cu2++2e-(用Cu作阳极，电解CuSO4时的反应)，若电量为Q=96500C。mol50molC965002C965002-1.zFQzmol50mol501(Cu)(Cu)(Cu)(Cu)..νnνn请注意：的值与反应方程写法有关，但是反应的物质的量与反应方程写法无关。物理化学（物理化学（PHYSICALCHEMISTRY）西南科技大学西南科技大学在本例中，若把电极反应写