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1、阴极阴极:2H+2e H2阳极：阳极：电解反响电解反响:电解池：电解池：阳极：正极阳极：正极阴极：负极阴极：负极电解池：电解池：阳离子向阴极运动；阳离子向阴极运动；阴离子向阳极运动。阴离子向阳极运动。电化学中关于电极的规定：电化学中关于电极的规定：氧化氧化 阳极阳极电势高电势高 正极正极复原复原 阴极阴极电势低电势低 负极负极阳极阳极阴极阴极7.1电电极极过过程、程、电电解解质质溶液及法拉第定律溶液及法拉第定律:阳极阳极正极正极阳极阳极负极负极电解池电解池原电池原电池阴极阴极负极负极阴极阴极正极正极原电池：原电池：阳极：负极阳极：负极阴极：正极阴极：正极原电池：原电池：阳极阳极:H2 2H+2
2、e阴极阴极:电池反响电池反响:阳离子向阴极运动；阳离子向阴极运动；阴离子向阳极运动。阴离子向阳极运动。阴极阴极阳极阳极:描画经过电极的电量与发生电极反响的物质的量之间的关系描画经过电极的电量与发生电极反响的物质的量之间的关系无论对阴极上的反响：氧化态无论对阴极上的反响：氧化态+ze-=复原态复原态还是对阳极上的反响：复原态还是对阳极上的反响：复原态=氧化态氧化态+ze-均有下式均有下式：其中：其中：Q-经过电极的极的电量；量；z-电极反响的极反响的电荷数荷数即即转移移电子数，取正子数，取正值；-电极反响的反响极反响的反响进度；度；F-法拉第常数法拉第常数;F=Le=96500C/mol结结论论
3、：经经过过电电极极的的电电量量正正比比于于电电极极反反响响的的反反响响进进度度与电极反响电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。与电极反响电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。法拉第定律法拉第定律: 把离子把离子B B所运载的电流与总电流之比称为离子所运载的电流与总电流之比称为离子B B的迁移数用符号的迁移数用符号 表示。表示。 由于正、负离子挪动的速率不同，所带的电荷不等，因此由于正、负离子挪动的速率不同，所带的电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。它们在迁移电量时所分担的分数也不同。其定义式为：其定义式为：假设溶液中只需一种电解质，那么：假设溶液中只需一种电解质，那么：7.2离子迁移
4、数离子迁移数:(1)电导电导电导是电阻的倒数，单位为电导是电阻的倒数，单位为 或或 。电导电导 与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比：与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比：7.3 7.3 电导、电导率和摩率和摩尔电导率率:(2)电导率电导率由于由于比例系数比例系数 称为电导率。称为电导率。 电导率相当于单位长度、电导率相当于单位长度、单位截面积导体的电导，单位截面积导体的电导，单位是单位是 或或 。 电导率也就是电阻率的倒数：电导率也就是电阻率的倒数：:(3)摩尔电导率摩尔电导率 在相距为单位间隔的两个平行电导电极之间，放置含有在相距为单位间隔的两个平行电导电极之间，放置含有1 1 m
5、olmol电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率 m m，单位为，单位为 。 是含有是含有1 mol1 mol电解质的溶液电解质的溶液的体积，单位为的体积，单位为 ， 是电解质是电解质溶液的浓度，单位为溶液的浓度，单位为 。:电导的测定电导的测定 由于由于 无法用实验丈量，通常用知电导率的无法用实验丈量，通常用知电导率的KClKCl溶液注溶液注入电导池，测定电阻后得到入电导池，测定电阻后得到 。然后用这个电导池测未知。然后用这个电导池测未知溶液的电导率。溶液的电导率。电导池系数电导池系数 单位是单位是 :解：解：(1)电导池常数池常数K
6、cell=l/As=(KCl).R(KCl)=(0.276882.4)m-1=22.81m-1(2)0.0025moldm-3的的K2SO4溶液的溶液的电导率率(K2SO4)=Kcell/R(K2SO4)=(22.81/326.0)Sm-1=0.06997Sm-1所所以以，0.0025moldm-3的的K2SO4的的溶溶液液的的摩摩尔电导率率m(K2SO4)=(K2SO4)/c=(0.06997/2.5)=0.02799Sm2mol-1例例题25C时在一在一电导池中盛以池中盛以浓度度c为0.02moldm-3的的KCl溶液，溶液，测得其得其电阻阻为82.4。假。假设在同一在同一电导池中盛以池中
7、盛以浓度度c为0.0025moldm-3的的K2SO4溶液，溶液，测得其得其电阻阻为326.0。知。知25C时0.02moldm-3的的KCl溶液的溶液的电导率率为0.2768Sm-1。试求：求：(1)电导池常数；池常数；(2)0.0025moldm-3的的K2SO4溶液的溶液的电导率和摩率和摩尔电导率。率。例题例题:摩尔电导率与浓度的关系摩尔电导率与浓度的关系 德国科学家柯尔劳施根据实德国科学家柯尔劳施根据实验结果得出结论：在很稀的溶验结果得出结论：在很稀的溶液中，强电解质有液中，强电解质有 A A是与电解质性质有关的常是与电解质性质有关的常数。将直线外推至数。将直线外推至 ，得到无限稀释摩
8、尔电导率得到无限稀释摩尔电导率 ，也称为极限摩尔电导率。，也称为极限摩尔电导率。:离子独立运动定律和离子摩尔电导率离子独立运动定律和离子摩尔电导率(1)(1)离子独立运动定律离子独立运动定律 德国科学家柯尔劳施根据德国科学家柯尔劳施根据大量的实验数据，发现了一个规律：在无限稀释溶大量的实验数据，发现了一个规律：在无限稀释溶液中，每种离子独立挪动，不受其它离子影响，电液中，每种离子独立挪动，不受其它离子影响，电解质的极限摩尔电导率可以为是两种离子极限摩尔解质的极限摩尔电导率可以为是两种离子极限摩尔电导率之和：电导率之和： 这就称为柯尔劳施离子独立挪动定律。这样，弱电解质这就称为柯尔劳施离子独立挪
9、动定律。这样，弱电解质的的 可以经过强电解质的可以经过强电解质的 或从表值上查离子的或从表值上查离子的 求得。求得。:例例 题题例题知25时，(NaAc)=91.010-4Sm2mol1，(HCl)=426.210-4Sm2mol1，(NaCl)=126.510-4Sm2mol1，求25时(HAc)。:解：根据离子独立运动定律：=(426.3+91.0126.5)104Sm2mol1=390.7104Sm2mol1例例 题题:这种把阳极与阴极分别放在不同这种把阳极与阴极分别放在不同溶液中的电池，称为双液电池。溶液中的电池，称为双液电池。丹尼尔电池丹尼尔电池: : 即铜即铜- -锌电池。锌电池。
10、构造：构造：锌片插入锌片插入ZnSO4 ZnSO4 水溶液为阳极；水溶液为阳极；铜片插入铜片插入CuSO4 CuSO4 水溶液为阴极。水溶液为阴极。电极反响：电极反响：阳极：阳极： Zn Zn Zn2+ + 2e- Zn2+ + 2e-阴极：阴极： Cu2+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu Cu电池反响：电池反响：Zn+ Cu2+Zn+ Cu2+ Zn2+ Cu Zn2+ Cu为了防止两种溶液直接混合而离子仍能经过，中间用多孔隔板隔开。为了防止两种溶液直接混合而离子仍能经过，中间用多孔隔板隔开。7.5可逆可逆电电池及其池及其电动势电动势的的测测定定:电池表示：电池表示：Zn|ZnSO4
11、(a1)CuSO4(a2)|CuIUPAC(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry)规规定定电电池表示法：池表示法：(1)阳极在左阳极在左边边；阴极在右；阴极在右边边；(2)有界面的用有界面的用“|表示，液相接界表示，液相接界时时用用“表示，表示，加加盐桥盐桥的用的用“|表示。表示。(3)同一相中的物同一相中的物质质用逗号隔开用逗号隔开原电池电动势：原电池电动势：(I 0):7.6原原电电池池热热力学力学电化学与热力学的联络电化学与热力学的联络用电化学的方法经过实验来丈量热力学函数用电化学的方法经过实验来丈量热力学函数用热力学方法计算电动势用热力
12、学方法计算电动势E，以及浓度、温度对，以及浓度、温度对E的影响的影响:假设电池可逆放电，可逆电功等于电池电动势假设电池可逆放电，可逆电功等于电池电动势E乘以电量乘以电量Q。而由法拉第定律，电量而由法拉第定律，电量，所以可逆电功为：，所以可逆电功为：1.1.由可逆电动势计算电池反响的由可逆电动势计算电池反响的 rGmrGm由于，恒温恒压下，电池反响的由于，恒温恒压下，电池反响的所以有：所以有：此式两边除以反响进度的微变此式两边除以反响进度的微变d，即得电池反响的摩尔，即得电池反响的摩尔反响吉布斯函数变：反响吉布斯函数变：:留意：留意：1电池池电动势与与电池反响的池反响的计量式写法无关，由量式写法
13、无关，由于于电动势是是强度性度性质，与参与反响的物，与参与反响的物质的量无关。的量无关。2电池反响的摩池反响的摩尔吉布斯函数吉布斯函数变与反响与反响计量式的量式的写法有关。写法有关。:例题：例题：:2.由电动势的温度系数计算电池反响的由电动势的温度系数计算电池反响的 rSm所以所以，代入：，代入： 称为原电池电动势的温度系数，其值可由测定称为原电池电动势的温度系数，其值可由测定不同温度下电动势得到。不同温度下电动势得到。得到：得到：:3.由电动势及电动势的温度系数计算电池反响的由电动势及电动势的温度系数计算电池反响的 rHm由由 rGm和和 rSm两个量，就可以容易地求得：两个量，就可以容易地
14、求得：:原电池可逆放电时，反响热为可逆热。在恒温下：原电池可逆放电时，反响热为可逆热。在恒温下：4.计算原电池可逆放电时的反响热计算原电池可逆放电时的反响热Qr0，Qr=0，电池不吸热也不放热，电池不吸热也不放热0，Qr0，电池从环境吸热，电池从环境吸热0，Qr(离子键离子键)(极性键极性键)(非极性键非极性键)固体分子固体分子间的相互作用力的相互作用力远远大于液体的大于液体的,所以固体物所以固体物质要比液体物要比液体物质具有更高的外表具有更高的外表张力。力。2温度对界面张力的影响温度对界面张力的影响T 气相中分子密度气相中分子密度液相中分子液相中分子间隔隔 : p p 总总是一个正是一个正值
15、值，它的方向是指向凹面曲率半径的中心的。，它的方向是指向凹面曲率半径的中心的。 p pg pl对于液珠凸液面：于液珠凸液面：plpg对于液体中气泡凹液面：于液体中气泡凹液面：Laplace方程方程:当玻璃管插入汞中当玻璃管插入汞中当玻璃管插入水中当玻璃管插入水中毛毛毛毛细细景象：景象：景象：景象：将一支半径一定的毛将一支半径一定的毛细管垂直插入某液体管垂直插入某液体中。假中。假设 角角 p平平 p凹凹毛细管凝结景象：毛细管凝结景象：在毛细管里，假设某液体能润湿管壁，管内液面将为凹液面。在毛细管里，假设某液体能润湿管壁，管内液面将为凹液面。在某温度下，蒸气对平面液体来讲，尚未饱和，但对毛细管中在
16、某温度下，蒸气对平面液体来讲，尚未饱和，但对毛细管中的凹液面，曾经过饱和。所以，蒸气在毛细管中凝结为液体。的凹液面，曾经过饱和。所以，蒸气在毛细管中凝结为液体。硅胶是一种多孔性物硅胶是一种多孔性物质质，可自，可自动动吸附空气中的水蒸气，在毛吸附空气中的水蒸气，在毛细细管中管中发发生凝生凝结结景象，用来枯燥空气。景象，用来枯燥空气。2.微小液滴的饱和蒸气压Kelvin公式实验阐明：微小液滴的明：微小液滴的饱和蒸气和蒸气压高于平面液体的高于平面液体的饱和蒸气和蒸气压。:由于小由于小颗粒物粒物质的外表特殊性，新相从无到有，最的外表特殊性，新相从无到有，最初生成的新相一定是微小的，其比外表初生成的新相
17、一定是微小的，其比外表积、外表吉布斯、外表吉布斯函数都很大，因此呵斥新相函数都很大，因此呵斥新相难以生成。以生成。所以就会产生过饱和蒸气、过饱和溶液、过冷液体、所以就会产生过饱和蒸气、过饱和溶液、过冷液体、过热液体等，这些形状都是亚稳态。是热力学不完全稳定过热液体等，这些形状都是亚稳态。是热力学不完全稳定的形状。一旦新相生成，亚稳态即失去稳定，变成稳定的的形状。一旦新相生成，亚稳态即失去稳定，变成稳定的相态。相态。3.亚稳态亚稳态及新相的生成及新相的生成:物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附吸附力吸附力范德华力范德华力化学键力多为共价键化学键力多为共价键吸附层数吸附层数单层或多层单层或多层单层单层
18、吸附热吸附热较小小，近近似似等等于于气气体体液液化化热，H0。较大大，近近似似等等于于化化学学反反响响热，H0选择性选择性无或差吸附量可不同无或差吸附量可不同有较强选择性有较强选择性可逆性可逆性可逆可逆不可逆不可逆吸附速率吸附速率快，易达平衡快，易达平衡慢，不易达平衡慢，不易达平衡发生温度发生温度低低温温即即可可发发生生沸沸点点附附近近或以下或以下高温高温Tb才发生明显吸附。才发生明显吸附。性性质10.3 10.3 固体外表固体外表:因此，朗因此，朗缪尔吸附等温式吸附等温式还可写成以下方式：可写成以下方式：:习惯上人们用接触角来判别液体能否润湿固体。习惯上人们用接触角来判别液体能否润湿固体。9
19、00润湿不润湿180完全不润湿完全不润湿完全润湿完全润湿例如水在玻璃上的接触角例如水在玻璃上的接触角90非常干非常干净的玻璃与非常的玻璃与非常纯真的水之真的水之间的的=0，水在玻璃毛，水在玻璃毛细管中上升，通常即管中上升，通常即说水能水能润湿玻璃；而汞在玻璃上接触角湿玻璃；而汞在玻璃上接触角=140，汞在玻璃毛，汞在玻璃毛细管中下降，通常即管中下降，通常即说汞不能汞不能润湿玻璃。湿玻璃。:曲曲线：外表活性：外表活性剂(RX，R为10个或个或10个以上碳原子的个以上碳原子的烷基，基，X为极性基极性基团。)c，；正吸附；正吸附曲线曲线I:无机盐无机盐(NaCl)、无机酸、无机酸(H2SO4)、无机
20、碱、无机碱(KOH)、多、多羟基化合物羟基化合物(蔗糖、甘蔗糖、甘油油)。c ， ，称为外表惰性物质，称为外表惰性物质在外表发生负吸附。在外表发生负吸附。曲曲线：醇、酸、：醇、酸、醛、酯、酮、醚等极性有机物。等极性有机物。c，；正吸附；正吸附 IIIIII浓度浓度O1.溶液外表的吸附景象溶液外表的吸附景象、类类物物质质均可称均可称为为外表活性物外表活性物质质10.5溶液外表溶液外表:d/dc的的正正负负决决议议了了吸吸附附类类型。型。d/dc0，0，负负吸吸附附，外外表表惰惰性性物物质质，类类曲曲线线；d/dc0，0，正正吸吸附附，外外表表活活性性物物质质，、类类曲曲线线；d/dc=0，=0，
21、不再吸附。不再吸附。吉布斯吸附等温式：吉布斯吸附等温式： IIIIII浓度浓度O2.外表外表过过剩与吉布斯吸附等温式剩与吉布斯吸附等温式:外表活性物质的根本性质外表活性物质的根本性质亲水的极性集水的极性集团亲油的长链非极性基团亲油的长链非极性基团构造：构造：外表活性外表活性剂能能显著降低水的外表著降低水的外表张力的一力的一类两两亲性性质的有机化合物。的有机化合物。即分子即分子间同同时含有含有亲水的极性基水的极性基团和憎水和憎水的非极性碳的非极性碳链或或环。:7.外表活性外表活性剂剂的根本性的根本性质质：在水溶液外表吸附和构成胶束：在水溶液外表吸附和构成胶束外表活性外表活性剂的两个重要参数：的两
22、个重要参数：cmc和和HLB(a)稀溶液稀溶液(b)开场构成胶束开场构成胶束(c)大于大于cmc的溶液的溶液构成胶束所需的外表活性物构成胶束所需的外表活性物质的最低的最低浓度称度称为临界胶束界胶束浓度，用度，用cmc表示。表示。HLB：亲水水亲油平衡。用数油平衡。用数值的大小表示每一种外表活性物的大小表示每一种外表活性物质的的亲水性。水性。HLB值愈大，表示愈大，表示该外表活性物外表活性物质亲水性愈水性愈强。:4外表活性剂的实践运用外表活性剂的实践运用外表活性剂的用途极广，主要有六个方面：外表活性剂的用途极广，主要有六个方面：1.润湿作用润湿作用外表活性剂可以降低液体外表张力，改动接触角的大小
23、，外表活性剂可以降低液体外表张力，改动接触角的大小，从而到达所需的目的。从而到达所需的目的。例如，要农药润湿带蜡的植物外表，要在农药中加外表例如，要农药润湿带蜡的植物外表，要在农药中加外表活性剂；活性剂；假假设要制造防水要制造防水资料，就要在外表涂憎水的外表活性料，就要在外表涂憎水的外表活性剂，使接触角大于使接触角大于90。6.助磨作用：助磨作用：2.起泡作用起泡作用3.增溶作用增溶作用4.乳化作用乳化作用5.洗涤作用洗涤作用:速率方程速率方程: :11-2速率方程的速率方程的积积分方式分方式微分式：表示一个化学反响的浓度微分式：表示一个化学反响的浓度c与反响速率与反响速率v的关系式的关系式称
24、为速率方程式。称为速率方程式。积分式：表示积分式：表示浓度浓度c与时间与时间t的关系式，称为动力学方程。的关系式，称为动力学方程。:1.零级反响零级反响n=0反响速率与反响物浓度无关，单位时间内反响耗费的反响速率与反响物浓度无关，单位时间内反响耗费的A的数量不变。的数量不变。其速率方程为：其速率方程为：积分式：积分式：(2)cA与与t为线性关系；为线性关系；(3)定义定义cA变为变为cA,0一半所需的时间一半所需的时间t为为A的半衰期的半衰期t1/2，动力学特征：动力学特征：(1)k的的单单位是位是 浓浓度度时间时间-1 ；显然然 t1/2 =cA,0 / 2k t1/2 =cA,0 / 2k
25、 ，即，即 t1/2cA,0 t1/2cA,0 。:速率方程：速率方程：2.一级反响一级反响(n=1)积分结果得：积分结果得：tlncAO(1) k (1) k 的单位是的单位是( (时间时间-1)-1)，例如，例如 h-1, min-1, h-1, min-1, s-1s-1(2)lncA与与t有有线线性关系：性关系：-lncAt一级反响的动力学特征：一级反响的动力学特征：(3)半衰期半衰期：一级反响的半衰期与反响物的初始浓度无关。一级反响的半衰期与反响物的初始浓度无关。:3.二级反响二级反响(n=2)积分结果积分结果速率方程是：速率方程是：二级反响的动力学特征：二级反响的动力学特征： 1 k的的单单位是位是(浓浓度度-1，时间时间-1)，例如：，例如：m3mol-1s-1。2半衰期：半衰期：二级反响的半衰期与反响物的初始浓度成反比。二级反响的半衰期与反响物的初始浓度成反比。31/cA与与t成成线性关系性关系：1/cAtt:微分式：微分式：阿伦尼乌斯方程：阿伦尼乌斯方程：阿伦尼乌斯方程定积分式阿伦尼乌斯方程定积分式: :阿伦尼乌斯方程不定积分式：阿伦尼乌斯方程不定积分式：化学反响的摩尔恒容反响热在数值上等于正向反响与逆向反化学反响的摩尔恒容反响热在数值上等于正向反响与逆向反响的活化能之差。响的活化能之差。:祝大家考试顺利！祝大家考试顺利！愿同窗们前程似锦！愿同窗们前程似锦！:
