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1、三、电化学现象普遍存在,(a)i i i为带电荷粒子 相间自发转移,(b)相界面存在过剩电荷 界面电位差,(c)自然界普遍存在水 电解质溶液,电化学势 Electrochemical Potential,Gi=i-i+Zie0(-),平衡时：i+Zie0=i+Zie0 两相间建立平衡电势,恒温恒压下荷电粒子i从相转移到相,电极（Electrode),电极材料/电解质Zn|Zn2+,SO42-Pt|H2,H+Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液,电极（Electrode),电极材料/电解质Zn|Zn2+,SO42-,Pt|H2,H+Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液,传递电荷氧化或还原反应的地
2、点“半电池”,电极（电化学）反应Electrode(Electrochemical）Reaction,特殊的异相氧化还原反应氧化和还原反应分别在不同的地点进行,电极（电化学）反应Electrode(Electrochemical）Reaction,特殊的异相氧化还原反应氧化和还原反应分别在不同的地点进行,电场的强度和方向可改变反应的活化能和速度,电化学装置(Electrochemical Device),电池(Cell)电(化学)池,原电池(Primary Cell)体系自发地将本身的化学能变为电能(G0),电解池(Electrolytic Cell)利用电功推动体系进行化学反应(包括G0),
3、铅酸蓄电池(1860年-),放 电(对外作功),正极,负极,铅酸蓄电池(1860年-),e,e,Pb2+PbSO4+2e,Pb,Pb2+PbSO4-2e,PbO2,H2O,H+SO4=SO4=H+,硫酸,充 电(吸收电能),正极,负极,电化学装置(Electrochemical Device),电化学装置需要满足：至少包括一对分区进行(成对存在)的电极反应。在电解质溶液中，不同电荷的离子作不同方向的定向迁移。在外线路中，电子由阳极往阴极的定向移动。,Pb2+PbSO4-2e,e,e,Pb2+PbSO4+2e,Pb,PbO2,H2O,H+SO4=SO4=H+,硫酸,正极,负极,电极的名称和过程,
4、电 极,阳极 Anode,阴极 Cathode,反 应电解池原电池驱向离子,氧 化正极、电势高负极、电势低阴离子 Anion,还 原负极、电势低 正极、电势高阳离子 Cation,电化学研究重点,物理化学,电化学基础研究,电极的名称和过程,电 极,阳极 Anode,阴极 Cathode,反 应电解池原电池驱向离子,氧 化正极、电势高负极、电势低阴离子 Anion,还 原负极、电势低 正极、电势高阳离子 Cation,11-2 法拉弟定律Faraday law(1834年),Q-反应电量n-摩尔数，Z-反应电子计数量，F-法拉弟常数（1891年）,法拉弟常数 F(1891年),F=6.02310
5、23 电子/mol 1.60210-19 库仑/电子=96487 库仑/mol 96500 c/mol,法拉弟定律的几个要点,1.电和化学反应相互作用的定量关系,F是基本物理常数之一,Q=nZF,法拉弟定律的几个要点,1.电和化学反应相互作用的定量关系2.不受电极、外界条件的影响,阴极,阳极,（隋性）,银阴极,银阳极,电解精炼,Cl2,Ag,Fe2+,Ag+,Br2,H2,e-,e-,i,i,阴极,阴极,隋性,惰性,(1)NaCl(2)AgNO3(3)FeBr3,(1)阴极上:H+e-1/2H2气体产物 阳极上:Cl-1/2Cl2+e-,(2)阴极上:Ag+e-Ag固体产物 阳极上:AgAg+
6、e-,(3)阴极上:Fe3+e-Fe2+溶液产物 阳极上:Br-1/2Br2+e-,法拉弟定律的几个要点,1.电和化学反应相互作用的定量关系2.不受电极、外界条件的影响3.适用于多个电化学装置的多个反应（串联）,阴极,阳极,银阴极,银阳极,Na+,H+,Cl-,OH-,e-,i,H2,Cl2,Ag+,H+,NO3-,Ag+,Ag,e-,i,Ag+,法拉弟定律的几个要点,1.电和化学反应相互作用的定量关系2.不受电极、外界条件的影响3.适用于多个电化学装置的多个反应（串联）4.适用于单个电化学装置的多个反应（并联）,H+,OH-,e-,i,H2,H+,NO3-,Ag+,Ag,e-,i,Ag+,OH-,NO3-,Ag+,O2,银阴极,银阳极,Ag+e=AgH+e=1/2 H2,电流效率,（一定物质量）,（一定电量）,电化学研究重点,物理化学,如何比较、测量和认识不同电解质溶液的导电能力,11-3.电导、电导率、摩尔电导率、极限摩尔电导率,XYZ,X+Y+Z,区带电泳分离过程,逆流聚焦电泳分离过程,（1）,（2）,（3）,（1）,（2）,（3）,电子导体 离子导体导电机制自由电子 阴、阳离子带电粒子单一多种带电荷量单一多种（价态）相互作用不变变（浓度）化学变化无有（电极反应）温度影响 T升高、R升高 T升高、R降低,
