当前位置:文档之家› 第八章 电解质溶液

第八章 电解质溶液

第八章 电解质溶液
第八章 电解质溶液

第八章 电解质溶液

一、基本公式与内容提要 1、Faraday(法拉第)定律

B Q

n z F +=

(8 - 1 - 1)

B B Q

m M z F

+=

(8 – 1 -2)

2、离子电迁移率与迁移数 E

E

r u r u l

l

++

==d d ,d d -- (8-2-1)

def

B

B I t I

=

(8-2-2)

I r I r t t I r r I

r r +++++=

==

=

++,-----

(8-2-3)

u u t t u u u u +

+++==

++,

---

-

(8-2-4)

B 11t t t t t +++=∑=∑+∑=,--

(8-2-5)

m,+

m,

m

m

t t ΛΛΛΛ∞∞+∞∞==,

--

(8-2-6)

m,++m,u F u F ΛΛ∞∞

∞∞

==,--

(8-2-7)

3、电导、电导率、摩尔电导率

1I G R U

==- (8-3-1)

1A

G l

κκ

ρ

==,

(8-3-2)

def

m m V c

κΛκ=

=

(8-3-3)

cell 1

l K R R A κρ

=

==

(8-3-4)

4、Kohlrausch(科尔劳奇)经验式

m m 1ΛΛ∞

=-(

5、离子独立移动定律

m

m,+m,-m m,+m,-v v ΛΛΛΛΛΛ∞∞∞

∞∞∞

+-=+=+,

(8-5)

6、Ostwald(奥斯特瓦尔德)稀释定律 m

m

ΛαΛ∞

= (8-6-1)

2

m m m m C

c c K ΛΛΛΛ∞∞=-()

(8-6-2)

7、离子的平均活度、平均活度因子与电解质的平均质量摩尔浓度

111def

def

def

v v v v v v v

v

v

a a a m m m γγγ+-+-+-±+

-

±+

-

±+-

===(),

(),

()

(8-7-1)

B v v v

m a a a a a m

γ+-±

±±+-±

===,

(8-7-2)

1、 离子强度

def

2B B B

1

2I m z ∑=

(8-8)

9、Debye-Huckel(德拜-休克尔)的极限定律

z A z γ±+=-lg (8-9-1)

γ±=

lg (8-9-2)

电解质溶液之所以能导电,就是由于溶液中含有能导电的正、负离子。若通电于电解质

溶液,正、负离子将朝相反方向移动,电极上就有氧化还原反应发生。电极上起作用的物质的质量与通入的电荷量及该物质的摩尔质量成正比,这可利用faraday 定律进行计算。为了描述电解质溶液的导电行为,引入了离子的迁移速率r +(r -)、离子的电迁移率(也称为离子淌度)u u +-()、离子的迁移数t t +-()、电导G 、电导率κ与摩尔电导率Λm 等概念。由于在电解质溶液中正、负离子总就是同时存在,单个离子的性质无法用实验测定,为了描述电解质溶液偏离理想的行为,引入了离子平均活度γ±、离子平均质量摩尔浓度m ±与离子平均活度a ±等概念。引入离子强度I 就是为了表示离子浓度与离子价数对平均活度因子的影响。若就是强电解质的稀溶液,其离子平均活度因子γ±的理论值可以用Debye-Huckel 极限定律计算,实验值可以用电动势法测定(见第九章)。 迁移数 迁移数的定义就是指某种离子产生的电流与溶液中总电流的比值I I +-(),后来还扩展为某种离子迁移的电荷量占通过电池电荷量的分数Q +-()、某种离子的迁移速率占所有离子速率加与的分数[]r r r ++-+()、某种离子的电迁移率占所有离子电迁移率加与的分数

[]u u u ++-+)、某种离子的摩尔电导率占电解质总摩尔电导率的分数[]++-ΛΛ+Λ)等。迁移

数总就是等于后小于1的分数,溶液会走所有离子迁移数的加与等于1。无论就是在原电池还就是在电解池中,离子在电场的作用下总就是做定向移动,阴离子迁向阳极(不一定就是正极),阳离子迁向阴极(不一定就是负极)。对于只含一种电解质的溶液,若正、负离子的电价相同,则离子迁移的速率也快,迁移的电荷量就越多,迁移数也就越大。但就是在混合电解质溶液中,由于离子之间的相互作用,情况就比较复杂。改变外压,可以影响离子的迁移速率,但一般不改变离子的迁移数,因为正、负离子的移动速率成比例地同时改变。 测定迁移数的方法主要有三种:

(1) Hittorf(希托夫)法 由于离子在迁移过程中,中部离子的浓度基本不变,只要分析

阴极不(或阳极部)离子浓度的变化,知道离子迁移的方向与电极上发生的反应,就可以计算离子的迁移数。实验比较容易掌握,但计算稍麻烦一点。另外在计算

时没有考虑水的迁移,所以用Hittorf法测定的迁移数称为表现迁移数。

(2)界面移动法只要测定在一定时间内界面迁移的距离,就能计算离子的电迁移率

与离子的迁移数,但就是不容易选到合适的带颜色的跟随离子,但要用紫外光谱仪观测界面的移动,测定就比较麻烦。另外,影响离子迁移速率的因素较多,不容易得到清晰的界面。

(3)电动势法利用电极相同、电解质溶液浓度不同的浓差电池,测定其液接电势,从

液接电势的计算公式也可以计算离子的迁移数。但由于影响液接电势的因数很多,液接电势数值的重复性不好,次此方法用得较少。

电导、电导率与摩尔电导率

电导就是电阻的倒数,电导测定用的就就是测量电阻的方法。电解质溶液的导电能力取决于溶液中离子的浓度、离子迁移的速率与离子的荷电量等,溶液的电导就是溶液中所有离子电导的总与。

电导率就是电阻率的倒数,在数值上相当于单位长度、单位截面积的电解质溶液的电导。未知溶液的电导率的测定一般就是在使用的电导池中,先用一直电导率的KCl溶液测其电阻,再测未知溶液的电阻,从而获得未知溶液的电导率。强电解质溶液的电导率在浓度不太高时,电导率随着浓度的增加而上升,但浓度太大时,由于电离度的下降,电导率也会下降。

摩尔电导率就是指将含有1mol电解质的溶液,置于电极间距为单位距离的电导池中,这时溶液的电导就称为该电解质的摩尔电导率。因为电解质的量已确定,都就是1 mol,所以可利用摩尔电导率来比较电解质导电能力的大小。对于多价态的离子,显然荷电量不同,其摩尔电导率也不同,所以在使用摩尔电导率时最好表明其价态,以免混淆,摩尔电导率随着浓度反而上升,这就是由于离子间相互作用力下降所致。对于强电解质,在溶液

稀释到一定程度(通常在3

.-),成线性关系,可以用外推法

0001mol dm

c

得到无限稀释摩尔电导率

Λ∞,也可以用Kohlrausch经验式计算。弱电解质由于在一定温

m

度下存在解离平衡,所以在一定浓度范围内,摩尔电导率随着浓度的下降基本不变。但在溶液很稀时,由于离子间相互作用的减弱,摩尔电导率快速上升,不成线性关系。所以弱电解质的无限稀释摩尔电导率要用离子独立移动定律计算。

电导(率)测定的应用很广,例如,测定水的纯度,计算弱电解质的解离度与解离常数,测定难溶盐的溶解度与进行电导滴定等。

强电解质溶液理论

强电解质溶于水后几乎都解离成离子,由于离子之间有相互作用,一些实验事实已无法用Arrhenius部分电离学说来解释。相同浓度的溶液,电解质的依数性要比非电解质的大,电解质的活度、活度因子等于非电解质也不同。因为在电解质溶液中,正、负离子总就是同时存在,目前尚无严格的实验方法测定单个离子的活度因子,所以提出了平均活度因子的概念,平均活度因子可以用电动势法测定。由于平均活度因子不但与溶液的浓度有关,还与离子的价数有关,而且价数的影响更大,故Lewis提出了离子强度的概念。Debye-Huckel认为强电解质在稀溶液中完全解离,它与理想溶液的偏差主要就是有离子之间的静电引力引起的,于就是提出了离子氛的概念,认为每一个离子周围都有一个由反号离子形成的包围圈,在引入若干假定之后,导出了在强电解质稀溶液中单个离子活度因子的计算公式,称为Debye-Huckel极限定律,只适用于强电解质的稀溶液。为了要用实验测定的平均活度因子来检验理论计算值的正确性,Debye-Huckel极限定律的计算式转化为计算平均活度因子的形式。后来又有不少人对Debye-Huckel极限定律进行修正,使计算式更好地与实验值相符。

电解质溶液习题及答案 ()

第七章(一)电解质溶液练习题 一、判断题: 1.溶液是电中性的,正、负离子所带总电量相等,则正、负离子离子的迁移数也相等。2.离子迁移数与离子速率成正比,某正离子的运动速率一定时,其迁移数也一定。 3.离子的摩尔电导率与其价态有关系。 4.电解质溶液中各离子迁移数之和为1。 5.电解池通过l F电量时,可以使1mol物质电解。 6.因离子在电场作用下可以定向移动,所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。 7.无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和,这一规律只适用于强电解质。 8.电解质的无限稀摩尔电导率Λ∞ m可以由Λm作图外推到c1/2 = 0得到。 下列关系式是否正确: (1) Λ∞,1<Λ∞,2<Λ∞,3<Λ∞,4 (2)κ1=κ2=κ3=κ4 (3)Λ∞,1=Λ∞,2=Λ∞,3=Λ∞,4 (4)Λm,1=Λm,2=Λm,3=Λm,4 10.德拜—休克尔公式适用于强电解质。 11.对于BaCl2溶液,以下等式成立: (1) a = γb/b0;(2) a = a+·a - ; (3) γ± = γ+·γ - 2; (4) b = b+·b-;(5) b±3 = b+·b-2; (6) b± = 4b3。12.若a(CaF2) = 0.5,则a(Ca2+) = 0.5 ,a(F-) = 1。 二、单选题: 1.下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大:

(A) 0.1M KCl水溶液;(B) 0.001M HCl水溶液; (C) 0.001M KOH水溶液;(D) 0.001M KCl水溶液。 2.对于混合电解质溶液,下列表征导电性的量中哪个不具有加和性: (A) 电导;(B) 电导率; (C) 摩尔电导率;(D) 极限摩尔电导。 3.在一定温度和较小的浓度情况下,增大强电解质溶液的浓度,则溶液的电导率κ与摩尔电导Λm变化为: (A) κ增大,Λm增大;(B) κ增大,Λm减少; (C) κ减少,Λm增大;(D) κ减少,Λm减少。 4.在一定的温度下,当电解质溶液被冲稀时,其摩尔电导变化为: (A) 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大; (B) 强电解质溶液与弱电解质溶液都减少; (C) 强电解质溶液增大,弱电解质溶液减少; (D) 强弱电解质溶液都不变。 5.分别将CuSO4、H2SO4、HCl、NaCl从0.1mol·dm-3降低到0.01mol·dm-3,则Λm变化最大的是: (A) CuSO4 ;(B) H2SO4 ; (C) NaCl ;(D) HCl 。 6.影响离子极限摩尔电导率λ∞ m的是:①浓度、②溶剂、③温度、④电极材料、 ⑤离子电荷。 (A) ①②③;(B) ②③④; (C) ③④⑤;(D) ②③⑤。 7.科尔劳施的电解质溶液经验公式Λ=Λ∞-Ac1/2,这规律适用于: (A) 弱电解质溶液;(B) 强电解质稀溶液; (C) 无限稀溶液;(D) 浓度为1mol·dm-3的溶液。 8.已知298K,?CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔电导率Λ∞分别为a、b、c(单位为S·m2·mol-1),那么Λ∞(Na2SO4)是: (A) c+a-b;(B) 2a-b+2c; (C) 2c-2a+b; (D) 2a-b+c。 9.已知298K时,(NH4)2SO4、NaOH、Na2SO4的Λ∝分别为3.064×10-2、2.451×10-2、 2.598×10-2 S·m2· mol-1,则NH4OH的Λ∝为:(单位S·m2·mol-1) (A) 1.474×10-2;(B) 2.684×10-2; (C) 2.949×10-2;(D) 5.428×10-2。 10.相同温度下,无限稀时HCl、KCl、CdCl2三种溶液,下列说法中不正确的是: (A) Cl-离子的淌度相同; (B) Cl-离子的迁移数都相同; (C) Cl-离子的摩尔电导率都相同;

《医用基础化学》第二章 电解质溶液

第一节 强电解质溶液理论 电解质在水中解离产生荷电的离子,因而其水溶液具有导电性能。解离过程所消耗的能量从解离产物形成水合离子放出的水合能来补充。电解质的解离程度可用解离度来表示,解离度(degree of dissociation)α是指电解质达到解离平衡时,已解离的分子数和原有的分子总数之比。 α原有分子总数已解离的分子数= (2-1) 解离度α习惯上用百分率来表示,其大小可通过测定电解质溶液的依数性即△T f 、△T b 或П,或测定电解质溶液的电导率等求得。 解离度大小与电解质的本性、浓度、溶剂性质及温度有关。 在水溶液中能完全解离成离子的电解质称为强电解质(strong electrolyte)。从结构上,强电解质为离子型(如NaCl 、CuSO 4等)或强极性分子(如HCl 等)化合物。它们在水溶液中完全解离成离子,不存在解离平衡。如 NaCl Na + + Cl - (离子型化合物) HCl H + + Cl - (强极性分子) 在水溶液中只能部分解离成离子的电解质称为弱电解质(weak electrolyte),解离度α<5%,如HAc 、NH 3·H 2O 等。它们在水溶液中只有很少部分解离成离子,大部分还是以分子的形式存在溶液中。解离生成的离子又可重新结合成分子,因此解离过程是可逆的,在溶液中存在动态的解离平衡。例如醋酸在水溶液中的解离: HAc H ++ Ac - 一、离子相互作用理论 强电解质在水溶液中完全解离,它们的解离度应为100%。但实验测得的解离度小于100%,该解离度称为表观解离度(apparent dissociation degree)。 德拜(Debye)和休克尔(H ückel)提出的电解质离子相互作用理论(ion interaction theory)解释了表观解离度小于100% 的原因:强电解质在水中是全部解离的;离子间 由于静电力相互作用,每一个离子周围都被较多 图2-1 离子氛示意图

南京大学《物理化学》考试第七章电解质溶液

第七章电解质溶液 物化试卷(一) 1. 离子电迁移率的单位可以表示成: (A) m·s-1 (B) m·s-1·V-1 (C) m2·s-1·V-1 (D) s-1 2.水溶液中氢和氢氧根离子的电淌度特别大,究其原因,下述分析哪个对? (A) 发生电子传导(B) 发生质子传导 (C) 离子荷质比大(D)离子水化半径小 3.电解质溶液中离子迁移数(t i) 与离子淌度(U i) 成正比。当温度与溶液浓度一定时,离子淌度是一定的,则25℃时,0.1 mol·dm-3 NaOH 中Na+的迁移数t1 与0.1mol·dm-3 NaCl 溶液中Na+ 的迁移数t2,两者之间的关系为: (A) 相等(B) t1> t2 (C) t1< t2 (D) 大小无法比较

4.在Hittorff 法测迁移数的实验中,用Ag 电极电解AgNO3溶液,测出在阳极部AgNO3的浓度增加了x mol,而串联在电路中的Ag 库仑计上有y mol 的Ag 析出, 则Ag+离子迁移数为: (A) x/y (B) y/x (C) (x-y)/x (D) (y-x)/y 5.298 K时,无限稀释的NH4Cl水溶液中正离子迁移数t+= 0.491。已知Λm(NH4Cl) = 0.0150 S·m2·mol-1 ,则: (A)λm(Cl-) = 0.00764 S·m2·mol-1 (B) λm(NH4+ ) = 0.00764 S·m2·mol-1 (C) 淌度U(Cl-) = 737 m2·s-1·V-1 (D) 淌度U(Cl-) = 7.92×10-8 m2·s-1·V-1 6.用同一电导池分别测定浓度为0.01 mol/kg和0.1 mol/kg的两个电解质溶液,其电阻分别为1000 W 和500 W,则它们依次的摩尔电导率之比为: (A) 1 : 5 (B) 5 : 1 (C) 10 : 5 (D) 5 : 10 7. CaCl2 摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是: (A) Λ∞(CaCl2) = λm(Ca2+) + λm(Cl-) (B)Λ∞(CaCl2) = 1/2 λm(Ca2+) + λm(Cl-)

武汉大学版无机化学课后习题答案___10电解质溶液

第十章电解质溶液 1.把下列氢离子浓度、氢氧根离子浓度换算成pH和pOH。 (1)[H+]=3.2×105-mol·dm3-;(2)[H+]=6.7×109-mol·dm3-; (3)[OH-]=2.0×106-mol·dm3-;(4)[OH-]=4.0×1012-mol·dm3-。 解 2.把下列pH、pOH换算成氢离子浓度、氢氧根离子浓度。 (1)pH=0.24;(2)pH=7.5; (2)pOH=4.6;(4)pOH=10.2 解 3.已知298K时某一弱酸的浓度为0.010 mol·dm3-,测得其pH为4.0。求Kθ 和α及稀 a 、α和pH。 释至体积变成2倍后的Kθ a 解 4.将1.0dm30.20 mol·dm3-的HAc溶液稀释导多大体积时才能使Hac的解离度比原溶液

增大1倍?解 5.求0.10 mol·dm3-盐酸和0.10 mol·dm3-H2C2O4混合溶液中的C2O-2 4和HC2O- 4 的浓 度。 解 6.计算0.010 mol·dm3-的H2SO4溶液中各离子的浓度,已知H2SO4的Kθ 2 为1.2×102-。解

7.有一混合酸溶液,其中HF的浓度为1.0 mol·dm3-,HAc的浓度为0.10 mol·dm3-,求溶液中H+,F-,Ac-,HF和HAc的浓度。 解 解 解

解 8.将1.0 mol·dm3-Na3PO4和2.0 mol·dm3-盐酸等体积混合,求溶液的pH值。解 解 解

14. 写出下列分子或离子的共轭酸。 SO-2 4,S-2,H2PO- 4 ,NH3,HNO3,H2O 答 15.写出下列分子或离子的共轭碱。 HAc,H2O,NH3,HPO-2 4 ,HS- 答 16.举列说明酸碱电子理论中有哪几类常见反应。

第10章电解质溶液

第十章电解质溶液 二、选择题 1.不是共轭酸碱对的一组物质是( ) a NH3, NH 2- b NaOH , Na+ c HS- , S2- d H2O , OH- 2.100ml 0.1mol/dm3HAc溶液中,加入少量NaAc固体,则溶液的pH值:_______ a. 变小 b. 变大 c. 不变 d. 不能判断 3.对于可逆反应,其正反应和逆反应的平衡常数之间的关系为:__________ a. 相等 b. 两者之和等于1 c. 两者之积等于1 d. 两者正负号相反 4.在稀醋酸溶液中,加入等物质量的固体NaAc,在混合溶液中不变的量是:___ a. pH b. 电离度 c. OH-离子的浓度 d. 电离常数 答案:1.B;2.B;3.C;4.D 5.已知AgPO4的K sp?为8.7×10-17,其溶解度为( ) A. 1.1×10-4mol·L-1 B. 4.2×10-5 mol·L-1 C. 1.2×10-8 mol·L-1 D. 8.3×10-5 mol·L-1 6. 下列有关分步沉淀的叙述中正确的是( ) A.溶度积小者一定先沉淀出来 B.沉淀时所需沉淀试剂浓度小者先沉淀出来 C.溶解度小的物质先沉淀出来 D.被沉淀离子浓度大的先沉淀 7. SrCO3在下列试剂中溶解度最大的是 ( ) A.0.10mol·L-1HAc B.0.10mol·L-1Sr(NO3)2 C.纯水 D. 0.10mol·L-1Na2CO3 8 欲使CaCO3在水溶液中溶解度增大,可以采用的方法是( ) .A.1.0mol·L-1 Na2CO3 B.加入2.0mol·L-1 NaOH C. 0.10mol·L-1CaCl2 D.降低溶液的PH值 9 向饱和AgCl溶液中加水,下列叙述中正确的是( ) A. AgCl的溶解度增大 B AgCl的溶解度、K sp均不变 C AgCl的K sp增大 D AgCl溶解度增大 10 已知K(ZnS)=2×10-2。在某溶液中Zn2+的浓度为0.10 mol·L-1,通入H2S气体,达到饱和c(H2S)=0.10 mol·L-1, 则ZnS开始析出时,溶液的PH值为( ) A. 0.51 B. 0.15 C. 0.13 D. 0.45 11 将等体积的0.20 mol·L-1的MgCl2溶液与浓度为4.0 mol·L-1的氨水混合,混合后溶液中c(Mg2+)为混合前浓度的多少倍(已知K(Mg(OH)2=5.1×10-12)( ) A.1.54×10-3 B 9.7×10-4 C. 1.54×10-4 D. 6.86×10-4 12 为除去PbCrO4中的SO42-杂质,每次用100 mL去离子水洗涤,一次作三次洗涤后PbCrO4的损失分别是( ) A.1.7mg, 5.1mg B..017mg, 0.051mg C..17mg, 3.4mg D..17mg, 5.1mg

【北京大学】《医用基础化学》第二章 电解质溶液与缓冲溶液

第二章 电解质溶液与缓冲溶液 第一节 电解质溶液 电解质(electrolyte )在化学和生产中经常遇到,与人体的关系也很密切。它常以一定浓度的离子形式广泛存在于人的体液和组织液中,如Na +、K +、Ca 2+、Mg 2+、Cl ﹣、HCO 3-、HPO 42﹣、H 2PO 4﹣、SO 42﹣等,其含量与人体的生理功能密切相关。因此,研究电解质溶液的有关性质,对医学科学的学习是十分重要的。 一、解离度 电解质是指在水中或熔融状态下能够导电的化合物。可以分为强电解质(strong electrolyte )和弱电解质(weak electrolyte )。强电解质在水溶液中全部解离或近乎全部解离成离子,以水合离子的状态存在,如NaCl 和HCl 等。 NaCl ?? →Na ++Cl ﹣ HCl ?? →H ++Cl ﹣ 而弱电解质在水溶液中只有一小部分解离成离子,大部分以分子的形式存在,其解离过程是可逆的,在溶液中存在一个动态平衡,如HAc 与NH 3·H 2O 等。 HAc H + + Ac ﹣ NH 3 + H 2O NH 4+ + OH ﹣ 电解质的解离程度通常用解离度(degree of dissociation)α来表示。解离度是指电解质达到解离平衡时,已解离的分子数和原有分子总数之比,表示为: 100%α=?已解离的分子数原有分子总数 (2-1) 例如:在25℃时,0.10mol ·L -1HAc 的α=1.34%,表示在溶液中,每10000个HAc 分子中有134个解离成H +和Ac -。电解质的解离度与溶质和溶剂的极性强弱、溶液的浓度以及温度有关。 对于不同的电解质,其解离度的大小差别很大。一般将质量摩尔浓度为0.10mol ·㎏-1的电解质溶液中解离度大于30%的称为强电解质,解离度小于5%的称为弱电解质,介于30%和5%之间的称为中

学二学期物理化学章节习题电解质溶液

1 / 5 1、欲要比较各种电解质的导电能力的大小,更为合理应为 ( ) A 、 电解质的电导率值 B 、 电解质的摩尔电导率值 C 、 电解质的电导值 D 、 电解质的极限摩尔电导率值 2、在一般情况下,电位梯度只影响 ( ) A 、离子的电迁移率 B 、离子迁移速率 C 、电导率 D 、离子的电流分数 3、在CuSO 4溶液中用铂电极以0.1 A 的电流通电10 min ,在阴极上沉积的铜的质量是: ( ) A 、19.9 mg B 、 29.0 mg C 、 39.8 mg D 、 60.0 mg 4、在饱和 AgCl 溶液中加入 NaNO 3,AgCl 的饱和浓度如何变化 ? ( ) A 、 变大 B 、 变小 C 、 不变 D 、 无法判定 5、当一定的直流电通过一含有金属离子的电解质溶液时,在阴极上析出金属的量正比于: ( ) A 、阴极的表面积 B 、电解质溶液的浓度 C 、通过的电量 D 、电解质溶液的温度 6、在298 K 的无限稀的水溶液中,下列离子摩尔电导率最大的是: ( ) A 、 CH 3COO - B 、 Br – C 、 Cl - D 、 OH - 7、按物质导电方式的不同而提出的第二类导体,下述对它特点的描述,哪一点是不正确的?( ) A 、其电阻随温度的升高而增大 B 、其电阻随温度的升高而减小 C 、其导电的原因是离子的存在 D 、当电流通过时在电极上有化学反应发生 8、用同一电导池分别测定浓度为 0.01 mol ·kg -1和 0.1 mol ·kg -1的两个电解质溶液,其电阻分别为 1000 Ω 和 500 Ω,则 它们依次的摩尔电导率之比为 ( ) A 、 1 : 5 B 、 5 : 1 C 、 10 : 5 D 、 5 : 10 9、室温下无限稀释的水溶液中,离子摩尔电导率最大的是: ( ) A 、 ?La 3+ B 、?Ca 2+ C 、NH 4+ D 、 OH - 10、浓度为 1.0 mol ·dm -3 的强电解质溶液,它的摩尔电导率数值近似于: ( ) A 、 与电导率相等 B 、是电导率的 103倍 C 、是电导率的 10-3倍 D 、 是电导率的 102倍 11、Al 2(SO 4)3的化学势 μ 与Al 3+ 和 SO 42 - 离子的化学势 μ + ,μ-- 的关系为: ( ) A 、 μ = μ + + μ-- B 、 μ = 3μ + + 2μ-- C 、 μ = 2μ ++ 3μ--- D 、 μ = μ +·μ--- 12、对于0.002 mol ·kg -1 的Na 2SO 4溶液,其平均质量摩尔浓度m ±是: ( ) A 、3.175×10-3 mol ·kg -1 B 、2.828×10-3 mol ·kg -1 C 、1.789×10-4 mol ·kg -1 D 、4.0×10-3 mol ·kg -1 13、水溶液中氢和氢氧根离子的电淌度特别大,究其原因,下述分析哪个对? ( ) A 、 发生电子传导 B 、 发生质子传导 C 、 离子荷质比大 D 、 离子水化半径小 14、用0.1 A 的电流,从200 ml 浓度为0.1 mol ·dm -3的AgNO 3溶液中分离Ag ,从溶液中分离出一半银所需时间为:( ) A 、10 min B 、 16 min C 、 100 min D 、 160 min 15、对于德拜-休克尔理论,下述哪一点说法是正确的?( ) A 、认为离子严格讲不是独立单元 B 、只适用于饱和溶液 C 、只适用于过渡元素的离子 D 、只适用于水溶液 16、电解质溶液中离子迁移数 (t i ) 与离子淌度 (U i ) 成正比。当温度与溶液浓度一定时,离子淌度是一定的,则 25℃时,0.1 mol ·dm -3 NaOH 中 Na +的迁移数 t 1 与 0.1mol ·dm -3 NaCl 溶液中 Na + 的迁移数 t 2,两者之间的关系为 ( ) A 、 相等 B 、 t 1> t 2 C 、 t 1< t 2 D 、 大小无法比较 17、在10 cm 3 浓度为 1 mol ·dm -3 的KOH 溶液中加入10 cm 3水,其电导率将: ( ) 一、选择(40小题)

第七章 电解质溶液

第七章 电解质溶液 一、学习提要: 本章是电化学的主要内容之一。它主要研究电解质溶液导电的本质、导电能力的表示方法,电解质溶液的浓度与导电率之间的关系、电解质离子的平均活度、平均活度系数和平均浓度。学习中应弄清楚以下内容: 1、1、了解迁移数的意义及常用测定迁移数的方法; 2、明确电导、电导率、摩尔电导率的意义及它们与溶液浓度的关系; 3、熟悉离子独立移动定律及电导测定的一些应用; 4、了解迁移数与摩尔电导率、离子迁移率之间的关系; 5、弄清楚电解质的离子平均活度,平均活度系数和平均浓度的关系及计算方法; 6、了解强电解质溶液理论,并会使用德奉——休克尔极限公式; 二、主要公式及使用条件 1、法拉第定律:Q=nZF m=ZF Q M 适用于电解池和原电池; 2、离子的迁移数:t +=-+++Q Q Q =-++ +U U U t -=-+-+Q Q Q =-+- +U U U t ++t -=1 适用于一定温度,一定外电场下只含一种正离子和一种负离子。 3、电导及电导率:G=R 1=k L A

4、摩尔电导率:∧m =C k 5、摩尔电导率与浓度的关系:∧m =∧∞m -A C 适用于强电解质的稀溶液。 6、离子独立移动定律:∧∞m =λ∞m1++λ∞m1- 7、弱电解质的离解度 α=m m ∞Λ Λ 8、 a ±v = a +v +·a -v - γ±v =γ+v +·γ-v - 适用于强电解质溶液 b ±v =b +v +·b -v - 9、I=21 ∑b B Z B 2 适用于强电解质溶液 10、lg γ±=-A1Z +·Z -1I 三、判断、说明原因: 1、电解质溶液中各离子迁移数之和为1; 2、电解池通过1F 电量时,可以使1mol 物质电解; 3、因离子在电场作用下可定向移动,所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥; 4、离子独立移动定律只适用于强电解质; 5、电解质的无限稀摩尔电导率∧∞m 由∧m -C ,作图外推法求得; 6、德律——休克尔公式适用于强电解质;

《传感器技术》习题答案第10章

第十章气敏和湿敏传感器 1. 答:按照半导体变化的物理性质,可分为电阻型和非电阻型两种。电阻型半导体气敏元件是利用半导体接触气体时,其阻值的改变来检测气体的成分或浓度,是目前广泛应用的气体传感器之一,按结构分:烧结型、薄膜型和厚膜型三种,敏感体一般都需要在一定的温度下才能正常工作,保证测量灵敏度和响应速度,加热器是不可缺少的。这类气敏器件的优点是:工艺简单,价格便宜,使用方便;对气体浓度变化响应快;即使在低浓度(3000mg/kg)下,灵敏度也很高。其缺点在于:稳定性差,老化较快,气体识别能力不强;各器件之间的特性差异大等,在使用中受环境温湿度影响较大,需要改进。。 非电阻型半导体气敏元件根据其对气体的吸附反应,使其某些有关特性发生变化,对气体进行直接或间接检测。这类器件的制造工艺成熟,便于器件集成化,因而其性能稳定且价格便宜。利用特定材料还可以使器件对某些气体特别敏感。 2. 答:导电机理可以用吸附效应来解释。在半导体表面原子性质特别活跃,很容易吸附气体分子。当气体分子的亲和能(电势能)大于半导体表面的电子逸出功时,吸附分子将从半导体表面夺取电子而变成负离子吸附,被称为氧化型气体,是电子接收性气体,如氧气、氧化氮等。当N型半导体表面形成负离子吸附时,表面多数载流子(电子)浓度减少,电阻增加;对于P型半导体,则表面多数载流子(空穴)浓度增大,电阻减小。若气体分子的电离能小于半导体表面的电子逸出功时,则气体供给半导体表面电子,形成正离子吸附,被称为还原型气体,是电子供给性气体,如H2、CO、C2H5OH(乙醇)及各种碳氢化合物。当N型半导体表面形成正离子吸附时,多数载流子(电子)浓度增加,电阻减小;对于P型半导体,则多数载流子(空穴)浓度减少,电阻增加。利用半导体表面电阻变化就可以检测出气体的种类和浓度。 3. 答:传感器均由三部分组成:敏感体及其依附的基底、加热器以及信号引出电级,按其结构不同分为烧结型、薄膜型和厚膜型三种。

医用化学第二章电解质溶液

第二章电解质溶液习题答案 1.单项选择题 (1)B (2)C (3)C (4)E (5)E (6)D (7)B (8)B D 2.写出下列物质的共轭酸 H 2PO 4- — H 3PO 4 HPO 42-— H 2PO 4- H 2O — H 3O + CO 32-—HCO 3- NH 2-—NH 3 NH 3+CH( R)COO ----- NH 3+CH( R)COOH 3. 写出下列物质的共轭碱 H 2PO 4- --- HPO 4- H 3O + --- H 2O H 2O--- OH - NH 3+CH( R)COO ----- NH 2CH( R)COO- [Al(H 2O)6]3+---[Al(H 2O)5OH]2+ HS ----S 2- 4.解: pK b1= pK w - pK a2=14-12.90=1.10 pK b2= pK w - pK a 1=14-7.05=6.95 ∴S 2-> NH 3>HS - 5.解: (1) [OH -]=c K b ?= 1 3 5 10 34.11.010 8.1---??=??L mol pOH=87.2]lg[=--OH pH=14-POH=14-2.87=11.13 α=c K b =1.0108.15-?=1.34% (2)加入NH 4Cl 后会产生同离子效应,此时溶液中物质的浓度为: [][ ]1 310.010.0-- ?≈-= L mol OH NH ;[][]1 4 10.010.0-- +?≈+=L mol OH NH [][][] [ ][]1 5 34 10 8.110 .010.0--- - - +??==??== L mol K OH OH NH OH NH K b b 25 .975.4=?==pH pK pOH b []4 5 10 8.110 .0108.1--- ?=?== c OH α (3)同离子效应是氨的解离度减小了。

第7章 电解质溶液解析

第7章电解质溶液 从本章开始,分三章讨论电化学问题。电化学是研究电现象与化学现象之间的联系以及电能和化学能相互转化规律的科学。它研究的内容包括:电解质溶液、电化学平衡和不可逆电极过程等,既有热力学问题,又有动力学问题,是物理化学的重要组成部分。 电现象与化学现象之间的联系,电能和化学能的转化都必须经过电化学装置才能实现。电化学装置有电池和电解池两类。在电池中,发生化学反应的同时,对外提供电流,结果将化学能转化为电能。在电解池中情况相反,外界提供电流使化学反应发生,结果将电能转化为化学能。无论是电池还是电解池,除了都包含两个电极外,还必须包含电解质溶液,也就是说电解质溶液是电化学装置的重要组成部分。本章将专门讨论电解质溶液的性质。 §7.1 电解质溶液的基本特性 电解质溶液是指溶质溶解于溶剂后完全或部分解离为离子的溶液。相应溶质即为电解质。某物质是否为电解质并不是绝对的。同一物质在不同的溶剂中,可以表现出完全不同的性质。例如HCl在水中是电解质,但在苯中则为非电解质;葡萄糖在水中是非电解质,而在液态HF中却是电解质。因此在谈到电解质时决不能离开溶剂。一般把完全解离的电解质称为强电解质,部分解离的电解质称为弱电解质。这种分类方法只是为了讨论问题的方便,并没有反映出电解质的本质。原因是电解质的强弱随环境而变。例如乙酸在水中为弱电解质,而在液氨中则为强电解质。LiCl和KI都是离子晶体,在水中为强电解质,而在醋酸或丙酮中都变成了弱电解质。目前,在电化学中应用最广泛的电解质溶液是电解质水溶液,本节主要讨论电解质水溶液的基本特性。 1. 正、负离子的静电相互作用 电解质溶液中的离子之间,除了具有像中性分子之间的那种相互作用之外,根据库仑定律,还存在着静电相互作用,即同性离子相互排斥,异性离子相互吸

第七章电解质溶液

第七章 电解质溶液 一、 选择题 1. 关于电解质溶液的电导率的概念,下列说法正确的是 ( ) (A) 1m 3导体的电导 (B) 两个相距为1m 的平行电极间导体的电导 (C) 面积各为1m 2且相距1m 的两平行电极间导体的电导 (D) 含1mol 电解质溶液的电导 2. AgCl 在以下溶液中溶解度递增次序为: ( ) (a) 0.1mol ·dm -3 NaNO 3 (b) 0.1mol ·dm -3 NaCl (c) H 2O (d) 0.1mol ·dm -3Ca(NO 3)2 (e) 0.1mol ·dm -3 NaBr (A) (a) < (b) < (c) < (d) < (e) (B) (b) < (c) < (a) < (d) < (e) (C) (c) < (a) < (b) < (e) < (d) (D) (c) < (b) < (a) < (e) < (d) 3. z B 、r B 及 c B 分别是混合电解质溶液中 B 种离子的电荷数、迁移速率及浓度,对影响 B 离子迁移数 (t B ) 的下述说法哪个对? ( ) (A) │z B │ 愈大, t B 愈大 (B) │z B │、r B 愈大,t B 愈大 (C) │z B │、r B 、c B 愈大 ,t B 愈大 (D) A 、B 、C 均未说完全 4.在298 K 无限稀释的水溶液中,下列离子摩尔电导率最大的是: ( ) (A)La 3+ (B)Mg 2+ (C)NH 4+ (D)H + 5. 0.001 mol ·kg -1 K 3[Fe(CN) 6] 水溶液的离子强度为: ( ) (A)6.0×10-3 mol ·kg -1(B)5.0×10-3 mol ·kg -1 (C)4.5×10-3 mol ·kg -1(D)3.0×10-3 mol ·kg -1 6.在浓度为c 1的 HCl 与浓度c 2的 BaCl 2混合溶液中,离子迁移数可表示成:( ) (A) λm (H +)/[λm (H +) + λm (Ba 2+) + 2λm (Cl -)] (B) c 1λm (H +)/[c 1λm (H +)+ 2c 2λm (? Ba 2+)+ (c 1+ 2c 2)λm (Cl -)] (C) c 1λm (H +)/[c 1λm (H +) + c 2λm (Ba 2+) + λm (Cl -)] (D) c 1λm (H +)/[c 1λm (H +) + 2c 2λm (Ba 2+) + 2c 2λm (Cl -)] 7.已知Λ()K O H m 291,2∞=4.89×10-2 -12mol m S ??,此时(291K)纯水中的m (H +) =m (OH -) =7.8×10-8 mol ·kg -1,则该温度下纯水的电导率为 ( ) (A )3.81×10-9 S ·m -1 (B )3.81×10-6 S ·m -1 (C )7.63×10-9 S ·m -1 (D )7.63×10-6 S ·m -1 8. 已知Λ()K O H m 291,2 ∞=4.89×10-2 -12mol m S ??,此时(291K)纯水中的m (H +)

第三章 电解质溶液 练习题

第三章电解质溶液 一、是非题[1] 弱酸的标准解离常数愈大,其解离度一定也愈大。() [2] 如果将NaOH及NH3·H2O溶液均稀释一倍,则两溶液中c(OH- )均减小到原来的二分之一。.() [3] 因为难溶盐类在水中的溶解度很小,所以它们都是弱电解质。() [4]根据酸碱质子理论,对于反应HCN + H 2O H3O+ + CN-来说,H2O和CN-都是碱。() [5] 计算H2S饱和溶液的c(H+ )时,可只按K(H2S)计算。因此,当H2S溶液中加入Na2S 时,将不改变H2S溶液中的c (H+ )。() 二、选择题[1] pH = 2.00的溶液与pH = 5.00的溶液,c (H+ )之比为()。 (A) 10;(B) 1000;(C) 2;(D) 0.5。 [2] pH = 1.00的HCl溶液和pOH = 13.00的HCl溶液等体积混合后,溶液的pH值为.()。 (A) 1.00;(B) 13.00;(C) 7.00;(D) 6.00。 [3] 通常,在HAc (aq)平衡组成计算中,常取K(HAc) = 1.75 ×10-5,是因为()。 (A) K与温度无关; (B) 实验都是在25℃条件下进行的; (C) 温度为25℃,溶液浓度为1.0 mol·L-1时,K(HAc) = 1.75 ×10-5; (D) K随温度变化不明显。 [4] 某一弱碱强酸盐MA,其标准水解常数K=1.0 ×10-9,则相应弱碱的标准解离常数K 为.()。 (A) 1.0 ×10-23;(B) 1.0 ×10-5;(C) 1.0 ×10-9;(D) 1.0 ×10-14。 [5] 已知:K(HCN) = 6.2 ×10-10,则NaCN的标准水解常数为()。 (A) 1.6 ×10-6;(B) 6.2 ×10-10;(C) 6.2 ×10-24;(D) 1.6 ×10-5。 [6] 下列各种盐在水溶液中水解但不生成沉淀的是()。 (A) SnCl2;(B) SbCl3;(C) Bi (NO3 )3;(D) NaNO2。 [7] 在HAc溶液中,加入适量NH4Ac来抑制HAc的解离,这种作用为.()。 (A) 缓冲作用;(B) 同离子效应;(C) 盐效应;(D) 稀释作用。 [8] 下列溶液中,pH值最大的是()。 (A) 0.1 mol·L-1 HAc溶液中加入等体积的0.1 mol·L-1 HCl; (B) 0.1 mol·L-1 HAc溶液中加入等体积的0.1 mol·L-1 NaOH; (C) 0.1 mol·L-1 HAc 溶液中加入等体积的蒸馏水; (D) 0.1 mol·L-1 HAc 溶液中加入等体积的0.1 mol·L-1 NaAc。 [9] 根据酸碱质子理论,下列叙述中错误的是()。 (A) 同一种物质既可作为酸又可作为碱的为两性物质; (B) 质子理论适用于水溶液和一切非水溶液; (C) 化合物中没有盐的概念; (D) 酸可以是中性分子和阴离子、阳离子。 [10] 醋酸在液氨和液态HF中分别是()。 (A) 弱酸和强碱;(B) 强酸和强碱; (C) 强酸和弱碱;(D) 弱酸和强酸 [11]Debey 和Huckel提出了离子相互作用的离子氛理论。离子氛的实质是()。 (A) 离子间的静电作用力;(B) 分子间力; (C) 离子极化力;(D) 弱的共价键。 [12] 向含有AgCl (s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是()。

第二章电解质溶液胶体

第二章电解质溶液胶体 大纲内容: (1)强电解质、弱电解质;电离度、电离平衡。 (2)水合氢离子、pH值、有关pH值的简单计算——pH值和氢离子、氢氧根离子浓度的简单计算。 (3)盐类的水解:强酸弱碱盐、弱酸强碱盐的水解。盐类水解的利用。 (4)酸碱中和的计算。 (5)强酸强碱溶液的中和滴定。 (6)以铜锌电池为例说明原电池的原理、金属的腐蚀:化学腐蚀和电化腐蚀、金属的防护(覆盖保护层和电化学保护法)。 (7)以电解氯化铜溶液为例说明电解原理。电解饱和食盐水——氯碱工业的反应原理、立式隔膜电解槽、铝的冶炼(反应原理、电解槽简介)、电镀。 (8)胶体:胶体的重要性质(丁达尔现象、布朗运动、电泳)、胶体的应用。 说明: (1)要求应用电离平衡和平衡移动的原理来解释氢氧化铝具有两性的原因。 (2)只要求强酸、强碱溶液pH值的简单计算。 教学目的要求: (1)使学生掌握强弱电解质、电离度、电离平衡等概念;了解水的离子积和溶液的pH值的概念和应用,并能进行有关的计算。 (2)使学生理解酸碱中和及盐类水解的实质和应用,掌握酸碱中和的概念和计算; 初步学会中和滴定实验操作技能。 (3)使学生了解原电池和电解的基本原理及其应用;了解金属腐蚀的原因和防护的一般方法。 (4)通过本章实验及有关原理的推理、论证的教学,进一步提高学生的观察能力、思维能力以及想象力;并对学生进行对立统一辨证唯物主义观点的教育。 (5)认识胶体的概念和他的一些重要性质,初步了解胶体的实际应用。 (6)通过胶体的制备和性质,特别是胶体的光学性质的实验,进一步培养学生观察、思维和独立实验的能力。 第一节强电解质和弱电解质 目的要求: 1.从电解质电离程度掌握强电解质和弱电解质。 2.认识弱电解质存在电离平衡。 3.认识有弱电解质生成的离子互换反应能发生的原理。 4.认识弱电解质在离子反应过程中电离平衡能够发生移动。 教学重点:电离平衡及平衡移动 教学难点:电离平衡及平衡移动

第十章电解与极化作用

第十章 电解与极化作用 【复习题】 【1】什么叫分解电压?它在数值上与理论分解电压(即原电池的可逆电动势)有何不同?实际操作时用的分解电压要克服哪几种阻力? 【答】 分解电压就是能使某电解质溶液连续不断地发生发生明显电解时所必须的最小外加电压。实际上,分解电压要大于原电池的可逆电动势E 可逆。E (实际分解)=E (理论分解)+η(阳)+η(阴)+IR 。所以在实际操作时不仅要克服理论分解电压,还要克服极化和电阻引起的电势降等阻力,其中主要是由于电极的极化作用所致。 【2】产生极化作用的原因主要有哪几种?原电池和电解池的极化现象有何不同? 【答】极化作用的类型有很多,主要有浓差极化和化学极化等。 对于原电池,随着电流密度的增大,由于极化作用,负极的电极电势比可逆电势越来越大,正极的电极电势比可逆电势越来越小,两条曲线有相互靠近的趋势,原电池的电动势逐渐减小。 对于电解池,随着电流密度的增大,由于极化作用,阴极的电极电势比可逆电势越来越负,阳极的电极电势比可逆电势越来越正,两条曲线有相互远离的趋势,电解池的外加电压逐渐增大。 【3】什么叫超电势?它是怎么产生的?如何降低超电势的数值? 【答】 在有电流通过电极时,电极电势偏离于平衡值的现象称为电极的极化,为了明确地表示出电极极化的状况,常把某一电流密度下的电势ψ不可逆与ψ平之间的差值称为超电势,它的产生有浓差极化、化学极化和电阻极化(电解过程中在电极表面上生成一层氧化物的薄膜或其他物质)。 在外加电压不太大的情况下,将溶液剧烈搅动可以将低浓差极化,设法降低溶液内阻可以将低电阻极化,还可以加入去极化剂可以将低化学极化。 【4】析出电势与电极的平衡电势有何不同?由于超电势的存在,使电解池阴、阳极的析出电势如何变化?使原电池正、负极的电极电势如何变化?超电势的存在有何不利和有利之处? 【答】由于超电势的存在,在实际电解时要使正离子在阴极析出,外加于阴极的电势要比平衡电势更负一些;要使负离子在阳极析出,外加于阳极的电势必须比可逆电极的电势更正一些,即: ??η??η=+=-阳阳,析出阳,可逆阴 阴,析出阴,可逆 对于电解池,由于超电势的存在,阴极的析出电势会更负,阳极的析出电势会更正,外加电压要更大,所消耗的能量就越多。 对于原电池,由于超电势的存在,阴极的析出电势会更大,阳极的析出电势会更小,外加电压要更小,所提供的能量就越少。 由上分析知,不管是电解池还是原电池,由于超电势的存在,从能量的角度看都是不利的,但人们也利用极化,例如极谱分析就是利用滴汞电极上所形成的浓差极化来进行分析的一种方法。 【5】什么叫氢超电势?氢超电势与哪些因素有关?如何计算氢超电势? 氢超电势的存在对电解过程有何利弊? 【答】早在1905年,Tafel 提出一个经验公式,表明氢超电势与电流密度的定量关系

第七章 电解质溶液复习题及答案

第七章 电解质溶液 复习题及答案 1、 电池和电解质溶液都能导电,试述两者导电的本质有何不同? 答:金属是第一类导体(电子导体),靠自由电子的定向移动而导电。电解质溶液是第三类导体(离子导体)。靠离子的定向移动而导电。 2、 电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别是什么?为什么在原电池中负极是阳极而正极是阴极? 答:正极:电极电势高的电极称正极。 负极:电极电势低的电极称负极。 阳极:无论原电池或电解池发生氧化反应的电极称为阳极。 阴极:发生还原反应的电极称为阴极。 3、 在电解质溶液中,电导率和摩尔电导率三者之间有什么关系?知道其关系后有何用处? 答:在电解质溶液中,在浓度不太大的情况下。无论是强电解质溶液还是弱电解质其电导率k 都随浓度的增大而升高。因为导电离子数目增多了,但强电解质溶液来说增加明显,而随着浓度继续增加,由于正负离子之间的相互作用力增加,而使离子的运动速率降低,电导率反而下降。对弱电解质来说,电导率k 随浓度增加增高不明显,且随浓度继续增加,其电离度减少,而使电导率略有下降。 4、 怎样分别求出强电解质和弱电解质的极限摩尔电导率?为什么要用不同的方法? 答:根据科尔努乌施公式:)1(c β-Λ=Λ∞此公式适用与c<0.001md?dm -3的强电解溶液,故强电解∞ Λm 可以用外推法(0→c )求得。 而弱电解质溶液的 m Λ即使在浓度很小时,m Λ与c 也不成线性关系,而是双曲线关系:m Λ?c =常数,而且c 稍微改变一点,m Λ值可能变动很大。即实验的少许误差对外推法的∞ Λm 影响很大,所 以弱电解质溶液不能从实验上直接外推求∞ Λm ,而用离子独立移动定律求∞Λm 。 5、离子摩尔电导率、离子迁移率和离子迁移数三者之间有何关系?知道其关系后有何用处? 答:a )离子的摩尔电导率与离子迁移率的关系 m Λ=U +F+U -F 强电解质溶液

物化第十章

1.理论分解电压 使某电解质溶液能连续不断发生电解时所必须外加的最小电压,在数值上等于该电解池作为可逆电池时的可逆电动势. 2.使电解池不断工作所必需外加的最小电压,称为分解电压。 3.实际分解电压 要使电解池顺利地进行连续反应,除了克服作为原电池时的可逆电动势外,还要克服由于极化在阴、阳极上产生的超电势 和 ,以及克服电池电阻所产生的电位降 。这三者的加和就称为实际分解电压。 显然分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而增加。 4.极化 在有电流通过时,随着电极上电流密度的增加,电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大,这种对平衡电势的偏离称为电极的极化。 当电极上无电流通过时,电极处于平衡状态,这时的电极电势分别称为阳极平衡电势 和阴极平衡电势 。 5.浓差极化 在电解过程中,电极附近某离子浓度由于电极反应而发生变化,本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化,就导致电极附近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度,这种浓度差别引起的电极电势的改变称为浓差极化。 用搅拌和升温的方法可以减少浓差极化,但也可以利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析。 6.电化学极化 电极反应总是分若干步进行,若其中一步反应速率较慢,需要较高的活化能,为了使电极反应顺利进行所额外施加的电压称为电化学超电势(亦称为活化超电势),这种极化现象称为电化学极化。 7.超电势 在某一电流密度下,实际发生电解的电极电势 与平衡电极电势之间的差值称为超电势。 8.阳极上由于超电势使电极电势变大,阴极上由于超电势使电极电势变小。 9.为了使超电势都是正值,把阴极超电势 和阳极超电势 分别定义为: 10.电解池中两电极的极化曲线 随着电流密度的增大,两电极上的超电势也增大,阳极析出电势变大,阴极析出电势变小,使外加的电压增加,额外消耗了电能。 11.原电池中两电极的极化曲线 原电池中,负极是阳极,正极是阴极。随着电流密度的增加,阳极析出电势变大,阴极析出电势变小。由于极化,使原电池的作功能力下降。但可以利用这种极化降低金属的电化腐蚀速度。 12.氢超电势 利用氢在电极上的超电势,可以使比氢活泼的金属先在阴极析出,这在电镀工业上是很重要的。金属在电极上析出时超电势很小,通常可忽略不计。而气体,特别是氢气和氧气,超电( )()E E =理论分解可逆()()()()(())E E E IR E ηη=+?+?=+分解可逆不阳可逆不可逆阴()(,)()(,)),) ((,E E E E ηη=-=-阳阳不可阴阴平阴不可 阳逆逆平 (,) ((,)(,)(,())) E E E E ηη==+-阴不可逆阳不平可逆阳阴阳阴平

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档