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1、第8章 电化学基础 原电池与电解池的原理,2,8.1 电化学概论,8.4 电极电势,8.2 可逆电池,8.3 可逆电池热力学,第8章 电化学基础,3,8.1 电化学概论,一、电化学基本概念,二、原电池与电解池的关系,四、工业生产电解铜实例,三、电解质溶液的导电机理,3、 电池分类简表,1、 原电池(primary cell)：将化学能转化为电能的装置。,2、 电解池（electrolytic cell）：将电能转化为化学能的装置。,电池,单液电池,原电池,电解池,液态电池,固态电池,浓差电池,化学电池,双液电池,电解质浓差电池,电极浓差电池,一次电池,二次电池,燃料电池,电池分类,8.1 电化
2、学概论/一 、电化学基本概念,一 、电化学基本概念,原电池装置与原理,1.定义原电池是利用氧化还原反应产生电流的装置。 2.原电池的构成电势不同的两个电极；盐桥；外电路（检流计）。,5,8.1 电化学概论/一 、电化学基本概念,3.电子由Zn极流向Cu极。,4.Zn极电势低，为负极；Cu极电势高，为正极。,e,3.特征正极：氧化剂(Cu2+)被还原，半电池反应为： Cu2+ + 2e Cu 负极：还原剂(Zn)被氧化，半电池反应为： Zn Zn 2+ + 2e电池反应为： Cu2+ + Zn Cu + Zn 2+,6,8.1 电化学概论/一、电化学基本概念,1.电解借助电能使不能自发进行的氧化
3、还原化学反应得以进行的过程。 2.电解池电解的装置称为电解池(或电解槽)。,7,8.1 电化学概论/一、电化学基本概念,电解池装置与原理,电解装置,？,8,8.1 电化学概论/一、电化学基本概念,3.阴极,与外电源负极相连接的电极 称为阴极。,电解池中正离子移向阴极， 在阴极上得到电子，发生 还原反应。,4.阳极,与外电源正极相连接的电极称为阳极。 电解池中负离子移向阳极，在阳极上给出电子，发生氧化反应。,离子在相应电极上得失电子的过程均称放电。,9,化学能 电能,原电池G0,G = 212 kJmol-1,电极：一般都由金属制成, 属于电子导体(第一类导体),H2O(l)H2(g)+O2(g
4、) G =237.2 kJmol-1,电极,电解质溶液,电解质溶液：离子导体(第二类导体)。,8.1 电化学概论/二、原电池与电解池的关系,10,电解质溶液,离子迁移方向,阴离子迁向阳极,阳离子迁向阴极,8.1 电化学概论/二、原电池与电解池的关系,1原电池： Daniel 电池铜锌电池结构(-) Zn Zn2+(1mol/L) Cu2+(1mol/L)Cu (+),电极反应 （-）Zn极 Zn 2e Zn2+ （氧化反应） （+）Cu极 Cu2+ + 2e Cu （还原反应）,电池反应 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu （氧化还原反应）,Cu 2+ /Cu = 0.337 V,8.1
5、电化学概论/二、原电池与电解池的关系,盐桥的组成和特点：高浓度电解质溶液，正负离子迁移速度差小 。,盐桥的作用： 1）防止两种电解质溶液 混和，消除液接电位，确保准确测定。 2）提供离子迁移通道。,8.1 电化学概论/二、原电池与电解池的关系,原电池与电解池对比,溶液中的阳离子向负极迁移，从负极上取得电子而发生还原反应,溶液中的阴离子向正极迁移，从正极上失去电子而发生氧化反应,电极反应,凡是进行氧化反应的电极称为阳极,电位低的电极称为负极,凡是进行还原反应的电极称为阴极,电位高的电极称为正极,在电解池中正极为 阳极，负极为阴极； 在原电池中则相反,14,8.1 电化学概论/二、原电池与电解池的
6、关系,15,8.1 电化学概论/二、原电池与电解池的关系,16,结论：,正还阴,正氧阳,8.1 电化学概论/二、原电池与电解池的关系,阳极（氧化反应）,电极命名法：,正极（电势高） 负极（电势低）,阴极（还原反应）,原电池,电解池,阳极（氧化反应）,阴极（还原反应）,负氧阳,负还阴,（ ）（ ）（ ） （ ） （ ）（ ）（ ） （ ）,在Cl2电极上，发生 ，还原反应，Cl2 夺取电极上的电子，发生还原反应，电极电势升高。两电极间产生电极差。,发生自发反应， ，原电池自由能下降，转化为对外所作 的电功，若电池反应是可逆的， 。,17,8.1 电化学概论/三、电解质溶液的导电机理,原电池总结果：,原电池装置：,1、构成：,2、导电机理：,(1)界面上自发反应：,（2）在溶液中：离子迁移产生电流。,在 H2电极上，发生 ，氧化反 应，H+进入溶液，电子流在电极上，电极电势降 低，为负极。,G0若可逆进行： (G)T,p= -Wr= Q电量 E,3 电流在界面上连续，构成回路,8.1 电化学概论/三、电解质溶液的导电机理,22,2 接通外电路，由于电势差，产生电流,3 进入溶液的离子定向迁移，构成回路,结果：系统(G)T,pE,放电：EV,Cu 2e Cu2+ Zn2+2e Zn,
