[理学]第二章电化学热力学2
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第二章 电化学反应热力学第一节 电化学体系一、两类电化学装置镀镍是重要电化学工业之一,其装置 示意图如图2.1所示镀镍溶液(主要成分为 NiS04,还有缓冲剂、添加剂等)电解槽或电解池:把两个电极与直流电源连结,使电流通过体系的装置原电池或化学电源:在两电极与外电路中的负载接通后自发地将电能送到外电路的装置。
上述两类电化学装置,也称为电化学体系。
原电沲与电解池的两个电极之间存在着电位差,电位较高的电极称为正极,电位较低的电极称为负极。
在自发电池中,电流(习惯上指正电荷)自正极经外电路流向负极。
电解池的正、负极分别与外电源的正、负极相连。
事实上,在外电路传送的电荷都是电子,电子流动方向与习惯上认为的电流方向相反。
人为规定使正电荷由电极进入溶液的电极称为阳极,使正电荷由溶液进入电极的电极称为阴极,在阳极上进行氧化反应,在阴极上进行还原反应。
在电解时,正极是阳极,负极是阴极。
在原电池中负极是阳极,正极是阴极。
用正、负极名称是按电位高低来区分,用阴、阳极名称是按电极进行还原或氧化反应来区分。
也有用氧化极、还原极来称呼电极的,前者即阳极、后者为阴极。
电流通过电化学体系,必须有两类导体:电子导体和离子导体,以及在这两类导体的界面上进行电化学反应。
因此,电化学的研究对象应当包括三部分:电子导体、离子导体、两类导体的界面及其上发生的一切变化。
电子导体属于物理研究的范围,在电化学中一般只引用它们所得的结论。
离子导体包括电解质溶液、熔融盐和固体电解质。
经典电化学的主要内容:电解质溶液理论。
近代电化学的主要内容: 两类导体的界面性质及界面上所发生的变化,涉及图 2.1 镀镍装置示意图化学热力学和化学动力学的许多问题。
电化学包括的基本内容为电解质溶液理论,电化学平衡和电极对程动力学能量的转换: 电解池,把电能转变为化学能;化学电源,使化学能转变为电能。
电化学主要是研究化学能和电能之间相互转化以及和这过程有关的定律和规则的科学。
电化学原理知识点 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT电化学原理第一章绪论两类导体:第一类导体:凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体,即载流子为自由电子(或空穴)的导体,叫做电子导体,也称第一类导体。
第二类导体:凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体,也称第二类导体。
三个电化学体系:原电池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置。
电解池:将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。
腐蚀电池:只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。
阳极:发生氧化反应的电极原电池(-)电解池(+)阴极:发生还原反应的电极原电池(+)电解池(-)电解质分类:定义:溶于溶剂或熔化时形成离子,从而具有导电能力的物质。
分类:1.弱电解质与强电解质—根据电离程度2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型水化数:水化膜中包含的水分子数。
水化膜:离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质,受这种相互作用的水分子层称为水化膜。
可分为原水化膜与二级水化膜。
活度与活度系数: 活度:即“有效浓度”。
活度系数:活度与浓度的比值,反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。
规定:活度等于1的状态为标准态。
对于固态、液态物质和溶剂,这一标准态就是它们的纯物质状态,即规定纯物质的活度等于1。
离子强度I : 离子强度定律:在稀溶液范围内,电解质活度与离子强度之间的关系为: 注:上式当溶液浓度小于·dm-3 时才有效。
电导:量度导体导电能力大小的物理量,其值为电阻的倒数。
符号为G ,单位为S( 1S =1/Ω)。
影响溶液电导的主要因素:(1)离子数量;(2)离子运动速度。
当量电导(率):在两个相距为单位长度的平行板电极之间,放置含有1 克当量电解质的溶液时,溶液所具有的电导称为当量电导,单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。