《《物理化学》课件-电化学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《物理化学》课件-电化学（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第六六章章 电化学电化学（Electrochemistry）学时：学时：6主讲：王女主讲：王女课程中心课程中心: 物理化学物理化学B2016编辑2第六章第六章 电化学电化学1789年年,意大利的生物学家伽伐尼意大利的生物学家伽伐尼(L.Galvani )用铁棒把青蛙吊起来用铁棒把青蛙吊起来,然后剥去其大腿的皮然后剥去其大腿的皮,再再用黄铜丝去接触用黄铜丝去接触,发现青蛙就会抽筋发现青蛙就会抽筋.1799年年, 意大利的物理学家意大利的物理学家伏特伏特(A. Volta )，将两种不，将两种不同的金属中间以导电的物同的金属中间以导电的物质隔开质隔开,再以导线连结再以导线连结,就会就会产生电流。
2、产生电流。 次年，英国化学家尼科尔森次年，英国化学家尼科尔森(W. Nicholson)和卡里斯尔和卡里斯尔(A. Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。利用伏特电池成功地分解了水。第六章第六章 电化学电化学定定T定定p反应器中氧化还原反应反应器中氧化还原反应：化学能转换为热能：化学能转换为热能3化学能化学能电能电能定定T定定p电池电池电解池电解池可逆过程可逆过程电化学电化学研究电能和化学能之间的相互转化及转研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。化过程中有关规律的科学。电能电能化学能化学能CuZnCu2+Zn2+第六章第六章 电化学电化学46-1 化学电池导电机理和
3、法拉第定律化学电池导电机理和法拉第定律目录目录6-2 强电解质溶液的活度及活度系数强电解质溶液的活度及活度系数6-3 可逆电池热力学可逆电池热力学6-4 电极电势电极电势6-5 液体接界电势和浓差电池液体接界电势和浓差电池6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用6-7 不可逆电极过程和电极的极化不可逆电极过程和电极的极化第六章第六章 电化学电化学5学习学习要求要求及及重点重点理解电解质溶液离子平均活度及活度系理解电解质溶液离子平均活度及活度系数的概念；数的概念；掌握可逆电池热力学计算；掌握可逆电池热力学计算；掌握掌握Nernst方程及其计算；方程及其计算；掌握各种类型电极的
4、特征和电动势测定掌握各种类型电极的特征和电动势测定的主要应用。的主要应用。了解产生电极极化的原因和超电势的概了解产生电极极化的原因和超电势的概念及极化曲线及意义念及极化曲线及意义6-1 化学电池导电机理和法拉第定律化学电池导电机理和法拉第定律6知知识识点点电池反应及图示、阴电池反应及图示、阴/ /阳、正阳、正/ /负极表示负极表示电子迁移、离子迁移、界面氧化还原反电子迁移、离子迁移、界面氧化还原反应三结合的导电机理应三结合的导电机理法拉第定律法拉第定律电极界面上发生化学变电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比化物质的质量与通入的电量成正比ZnGH2(g)Zn2ClHKee盐盐桥桥(
5、)()如何简化表示？如何简化表示？6-1 化学电池导电机理和法拉第定律化学电池导电机理和法拉第定律7ZnGH2(g)Zn2ClHKee盐盐桥桥(-)(+)(-)Zn | Zn2+(c1)| H+(c2)| H2(Pt)(+)(-)Zn|Zn2+ (c1) |Cu2+(c2) | Cu(+)(-)Zn | H2SO4(c)|Cu(+)一、电池图示、阴一、电池图示、阴/阳极规定和导电机理阳极规定和导电机理氧化反应氧化反应阳极阳极还原反应还原反应阴极阴极e迁移迁移离子迁移离子迁移界面氧化还原反应界面氧化还原反应6-1 化学电池导电机理和法拉第定律化学电池导电机理和法拉第定律8二、二、法拉第定律法拉第
6、定律电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比量成正比：F法拉第常数：法拉第常数：1 mol电子的电量。电子的电量。F=Le =6.0221023 mol-11.602210-19 C =96484.6 Cmol-196500 Cmol-1当通入电量为当通入电量为 Q，反应式得失电，反应式得失电子数为子数为z /mol ，反应进度为，反应进度为：6-1 化学电池导电机理和法拉第定律化学电池导电机理和法拉第定律9二、二、法拉第定律法拉第定律例例6-1、通电于通电于Au(NO3)3溶液，电流强度溶液，电流强度I=0.025A，析，析出出Au的质量为
7、的质量为1.20 g，已知，已知M(Au)=197.0 gmol-1。求：求： 通入电量通入电量Q； 通电时间通电时间t； 阳极上放出氧气的物质的量。阳极上放出氧气的物质的量。解：解： 阴极：阴极：阳极：阳极：电解反应：电解反应：6-1 化学电池导电机理和法拉第定律化学电池导电机理和法拉第定律10二、二、法拉第定律法拉第定律例例6-1、 通入电量通入电量Q 通电时间通电时间t： 阳极上放出氧气的物质的量阳极上放出氧气的物质的量6-2 强电解质溶液的活度及活度系数强电解质溶液的活度及活度系数11知知识识点点理解电解质溶液离子的平均活度和平均活理解电解质溶液离子的平均活度和平均活度系数的概念及其表
8、述度系数的概念及其表述了解离子强度表示及德拜了解离子强度表示及德拜- -休克尔极限定律休克尔极限定律定义：定义：def=非电解质溶液：非电解质溶液：电解质溶液？电解质溶液？6-2 强电解质溶液的活度及活度系数强电解质溶液的活度及活度系数12一、离子的平均活度和平均活度系数一、离子的平均活度和平均活度系数某强电解质：某强电解质： bB + bB -bB离子离子i：令：令：无法无法独测独测6-2 强电解质溶液的活度及活度系数强电解质溶液的活度及活度系数13一、离子的平均活度和平均活度系数一、离子的平均活度和平均活度系数离子平均活度因子离子平均活度因子离子平均质量摩尔浓度离子平均质量摩尔浓度defd
9、efdef离子平均活度离子平均活度价型不同的电解质价型不同的电解质aB与与bB关系不同关系不同6-2 强电解质溶液的活度及活度系数强电解质溶液的活度及活度系数14一、离子的平均活度和平均活度系数一、离子的平均活度和平均活度系数例：例：z-z价型电解质价型电解质 NaCl，ZnSO41-2(2-1)价型电解质价型电解质Na2SO4，CaCl23-2价型电解质价型电解质Al2(SO4)3德拜德拜-休克尔休克尔极限极限定律定律电池电池电动电动势的势的测量测量6-6 主要影响因主要影响因素是离子的素是离子的浓度和价数浓度和价数6-2 强电解质溶液的活度及活度系数强电解质溶液的活度及活度系数15二、离子
10、强度二、离子强度、德拜德拜-休克尔极限定律休克尔极限定律离子氛离子氛(ion atmosphere;ion cloud )： 每一离子都被反号离子包围，因正、每一离子都被反号离子包围，因正、负离子相互作用，使离子分布不均匀。负离子相互作用，使离子分布不均匀。1921年，年，Lewis提出了离子强度的概念，表示离子提出了离子强度的概念，表示离子相互作用的强度：相互作用的强度：单位：单位：molkg-1由此推出由此推出 强电解质稀溶液强电解质稀溶液 中离子平均活度系数中离子平均活度系数的计算公式的计算公式德拜德拜-休克尔极限定律：休克尔极限定律：6-2 强电解质溶液的活度及活度系数强电解质溶液的活
11、度及活度系数16二、离子强度二、离子强度、德拜德拜-休克尔极限定律休克尔极限定律德拜德拜-休克尔极限定律休克尔极限定律uA是与溶剂和温度有关的常数。常温下水溶液：是与溶剂和温度有关的常数。常温下水溶液：A=0.509 kg1/2mol-1/2u该计算值与实验值该计算值与实验值(表表7.4.1)对比，得到适用的对比，得到适用的浓度范围。浓度范围。z愈高，愈高，b愈大，则愈大，则偏离偏离1愈多愈多6-2 强电解质溶液的活度及活度系数强电解质溶液的活度及活度系数17二、离子强度二、离子强度德拜德拜-休克尔极限定律休克尔极限定律例例6-2、浓度为、浓度为 的的ZnCl2水溶液，试用水溶液，试用德拜德拜
12、-休克尔极限定律计算，休克尔极限定律计算，25时，溶液中时，溶液中ZnCl2的的离子平均活度系数及离子平均活度。离子平均活度系数及离子平均活度。解：解：6-3 可逆电池热力学可逆电池热力学18知知识识点点理解可逆电池的构成理解可逆电池的构成了解可逆电池电动势的了解可逆电池电动势的测量方法测量方法掌握可逆电池电动势掌握可逆电池电动势E与反应热力学函数及平与反应热力学函数及平衡常数的关系衡常数的关系掌握掌握电池电动势电池电动势E的的Nernst方程方程6-3 可逆电池热力学可逆电池热力学19一、组成可逆电池的必要条件一、组成可逆电池的必要条件化学反应可逆化学反应可逆 能量变化可逆能量变化可逆原电池
13、原电池 电解池电解池u(-)Zn|Zn2+ (c1) |Cu2+(c2) | Cu(+)原电池反应：原电池反应：Zn+CuSO4(a1)ZnSO4(a2)+Cu电解池反应：电解池反应：ZnSO4 (a2) + Cu Zn + CuSO4(a1)充放电过程：充放电过程：E外外=E dE，I 0u(-)Zn | H2SO4(c)|Cu(+)？6-3 可逆电池热力学可逆电池热力学20二、可逆电池电动势的测定二、可逆电池电动势的测定对消法对消法可否用伏特计测量？可否用伏特计测量？应用电位差计测量应用电位差计测量目的：使目的：使Es.c及及Ex与外接反向与外接反向EW对消，对消，I0，此时对应，此时对应
14、滑动电阻滑动电阻AH段；段； Es.c为标准电池电动势为标准电池电动势-对应对应AC段；段；I 0标准电池标准电池的电动势有定值的电动势有定值6-3 可逆电池热力学可逆电池热力学21二、可逆电池电动势的测定二、可逆电池电动势的测定对消法对消法标准电池总反应：标准电池总反应：标准电池总反应：标准电池总反应：HgHg2 2SOSO4 4(s)+Cd(Hg)(s)+Cd(Hg)(a a)+8/3H)+8/3H2 2OOCdSOCdSO4 48/3H8/3H2 2O(s)+Hg(l)O(s)+Hg(l)镉汞齐中镉含量在镉汞齐中镉含量在514%之间之间6-3 可逆电池热力学可逆电池热力学22三、可逆电池
15、热力学三、可逆电池热力学1、测测E及及可得可得6-3 可逆电池热力学可逆电池热力学23三、可逆电池热力学三、可逆电池热力学2、电池电动势、电池电动势E的的Nernst方程方程25时：时：自发自发平衡平衡6-3 可逆电池热力学可逆电池热力学24三、可逆电池热力学三、可逆电池热力学2、电池电动势、电池电动势E的的Nernst方程方程电池反应：电池反应：例：例：Pt|H2(p1)|HCl(0.1molkg-1)|Cl2(p2)|Pt2HCl(a)?6-4 电极电势电极电势25知知识识点点掌握三类电极的构成及掌握三类电极的构成及电极反应电极反应了解电极电势了解电极电势E的产生的产生理解标准氢电极和电极
16、理解标准氢电极和电极电势表的含义电势表的含义掌握掌握电极电势电极电势E的的Nernst方程方程6-4 电极电势电极电势26一、可逆电极的类型一、可逆电极的类型金属与其阳离子组成的电极金属与其阳离子组成的电极气体电极气体电极汞齐电极汞齐电极(金属汞合金金属阳离子金属汞合金金属阳离子) 金属金属-难溶盐及其阴离子组成的电极难溶盐及其阴离子组成的电极金属金属-氧化物电极及其氧化物电极及其H+(OH-)组成的电极组成的电极氧化氧化-还原电极还原电极第一类电极第一类电极第二类电极第二类电极第三类电极第三类电极6-4 电极电势电极电势27一、可逆电极的类型一、可逆电极的类型Na+(a+)|Na(Hg)(a
17、) Na+(a+)+nHg+e- Na(Hg)n(a) 电极电极 电极反应电极反应Mz+(a+)|M(s)Mz+(a+)+ze- M(s)H+ (a+)|H2(p),Pt2H+(a+)+2e- H2(p)OH-(a-)|H2(p),PtH+(a+)|O2(p),PtCl- (a-)|Cl2(p),Pt Cl2(p)+2e- 2Cl-(a-)OH-(a-)|O2(p),Pt O2(p)+2H2O+4e- 4OH-(a-) 2H2O+2e- H2(p)+2OH-(a-)O2(p)+4H+(a+)+4e- 2H2O第一类电极第一类电极6-4 电极电势电极电势28一、可逆电极的类型一、可逆电极的类型
18、电极电极 电极反应电极反应第二类电极第二类电极Cl-(a-)|AgCl(s)|Ag(s)OH-(a-)|Ag2O|Ag(s)H+(a+)|Ag2O(s)|Ag(s)Cl-(a-)|Hg2Cl2(s)|Hg(s)AgCl(s)+e- Ag(s)+Cl-(a-)Hg2Cl2(s)+2e- 2Hg(s)+2Cl-(a-)Ag2O(s)+H2O+2 e- 2Ag(s)+2OH-(a-)Ag2O+2H+(a+)+2e- 2Ag(s)+H2O6-4 电极电势电极电势29一、可逆电极的类型一、可逆电极的类型 电极电极 电极反应电极反应第三类电极第三类电极Fe3+(a1), Fe2+(a2)|Pt Fe3+(
19、a1)+e- Fe2+(a2)Sn4+(a1), Sn2+(a2)|Pt Sn4+(a1)+2e- Sn2+(a2)MnO4-(a1)+5e- +8H+ Mn2+(a2)+4H2OMnO4-(a1), Mn2+(a2),H+|Pt醌氢醌电极醌氢醌电极 Q|H2Q（氢离子选择电极）（氢离子选择电极）6-4 电极电势电极电势30二、电极电势产生的机理二、电极电势产生的机理界面电势差界面电势差极板极板e-过剩，吸引正离子；过剩，吸引正离子； 溶液中的反离子一部分紧溶液中的反离子一部分紧密地排在固体表面附近，相密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为距约一、二个离子厚度称为紧密层紧密层； 另一
20、部分离子按一定的浓另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，度梯度扩散到本体溶液中，称为称为扩散层扩散层。紧密层和扩散。紧密层和扩散层构成了层构成了双电层双电层。M (s)M n+(aq)ne溶解溶解沉积沉积T6-4 电极电势电极电势31三、电极电势三、电极电势1、标准氢电极及氢标还原电极电势、标准氢电极及氢标还原电极电势u标准氢电极标准氢电极(NHE)规定：规定：u电极电势电极电势E() 的测量的测量氢标还原电极电势：氢标还原电极电势：下册，下册，P329表表7.7.16-4 电极电势电极电势32三、电极电势三、电极电势2、电极电势值的分析（、电极电势值的分析（P329表表7.7.1）N
21、HE为负极条件下，标准电极电势为负极条件下，标准电极电势还原电势还原电势负负正，正， E值值上上下下uE 氧化态发生还原反应氧化态发生还原反应趋势趋势 ，得，得e趋势趋势 ； 还原态发生氧化反应还原态发生氧化反应趋势趋势 ，失，失e趋势趋势 。标准态：标准态： p=100kPa 或或 b=1molkg-16-4 电极电势电极电势33三、电极电势三、电极电势3、参比电极：稳定有恒定、参比电极：稳定有恒定E的电极作二级标准电极的电极作二级标准电极u 甘汞电极甘汞电极： Hg2Cl2 | Cl- | Hg (l)| Pt 反应为：反应为： Hg2Cl2 (s )+2e-=2Hg(l)+2Cl-(aq
22、)(-)标准氢电极标准氢电极 | 参比电极参比电极(+)如以下的两种常用参比电极：如以下的两种常用参比电极：u 氯化银电极：氯化银电极： Cl- | AgCl | Ag 反应为：反应为： AgCl (s )+e-=Ag(s)+Cl-(aq)6-4 电极电势电极电势34三、电极电势三、电极电势3、参比电极：稳定、参比电极：稳定、E恒定的电极作二级标准电极恒定的电极作二级标准电极0.10.33371.00.2801饱和饱和0.2412增增加加减减小小6-4 电极电势电极电势35三、电极电势三、电极电势4、电极电势的、电极电势的Nernst方程方程a(氧化态氧化态)ne-b(还原态还原态)；还原阴极
23、还原阴极氧化阳极氧化阳极氧化还原电对氧化还原电对对电极反应有：对电极反应有：如甘汞电极：如甘汞电极：Hg2Cl2(s)+2e- 2Hg(s)+2Cl-(a-)6-4 电极电势电极电势36三、电极电势三、电极电势4、电极电势的、电极电势的Nernst方程方程例：例：H，MnO4，Mn2 | PtMnO4-(a1)+5e- +8H+ Mn2+(a2)+4H2O注意溶液酸碱性影响注意溶液酸碱性影响6-5 液体接界电势和浓差电池液体接界电势和浓差电池37一、液体接界电势及其消除一、液体接界电势及其消除液体接界电势为不可逆电势液体接界电势为不可逆电势盐桥的作用盐桥的作用减小液体接界电势减小液体接界电势饱
24、和饱和KCl溶液溶液 NH4NO3溶液溶液- Zn Cu+ClK ClK 12 琼脂的饱琼脂的饱和和 KCl高高低低Ag+慢慢6-5 液体接界电势和浓差电池液体接界电势和浓差电池38二、浓差电池二、浓差电池(concentration cell)电极浓差电池（单液）电极浓差电池（单液）1、2、3、6-5 液体接界电势和浓差电池液体接界电势和浓差电池39二、浓差电池二、浓差电池(concentration cell)电解质浓差电池（双液）电解质浓差电池（双液）浓差电池的特点：浓差电池的特点：u电池净反应不是化学反应，仅仅是某物质从高压电池净反应不是化学反应，仅仅是某物质从高压到低压或从高浓度向低
25、浓度的迁移。到低压或从高浓度向低浓度的迁移。u电池标准电动势电池标准电动势阴离子转移阴离子转移阳离子转移阳离子转移1、2、6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用40知知识识点点求反应的求反应的判断反应方向判断反应方向求溶液求溶液的的 pH求难溶盐的溶度积求难溶盐的溶度积 Ks求电解质溶液的求电解质溶液的 a 、求合金中某组分的求合金中某组分的 a、化学电池举例化学电池举例通过测量通过测量 掌握：掌握：见见6-36-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用41二、判断反应方向二、判断反应方向自发自发平衡平衡例例6-3、试判断下述反应、试判断下述反应25标态下
26、向哪方进行？标态下向哪方进行？并求并求Fe离子为标态时反应转向的离子为标态时反应转向的设计成电池：设计成电池：正向自发正向自发查表：查表：6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用42三、求溶液的三、求溶液的 pH（25）u 醌醌氢醌电极氢醌电极摩尔甘汞电极摩尔甘汞电极|醌醌氢醌氢醌|PtpH7.1时，时，E为负值；为负值；pH8.5时，氢醌酸式解离，并易发生氧化时，氢醌酸式解离，并易发生氧化；醌醌- -氢醌为等分子复合物氢醌为等分子复合物6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用43三、求溶液的三、求溶液的 pH（25）u玻璃电极：特种玻璃制成的玻玻璃电极
27、：特种玻璃制成的玻璃薄膜球，球内装璃薄膜球，球内装0.1molL-1的的HCl溶液，溶液中插入一根溶液，溶液中插入一根Ag-AgCl电极电极(内参比电极内参比电极)。测量时，测量时，E标定标定可通过一个已可通过一个已知知pH值的溶液加以标定。再将值的溶液加以标定。再将玻璃电极插入待测溶液，即可玻璃电极插入待测溶液，即可直接读出直接读出pH值。值。6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用44四、求难溶盐的溶度积四、求难溶盐的溶度积 Ks例例6-4、求、求25AgCl的的KsAgClAg+Cl-设计电池：阳极设计电池：阳极阴极反应阴极反应=电池反应阳极反应，得：电池反应阳极反应
28、，得： AgCl+e-= Ag+Cl-阴极为阴极为 Cl- |AgCl | Ag电池为：电池为： Ag | Ag+ | Cl- |AgCl | AgAg | Ag+ ； Ag-e-= Ag+非氧化还原反应非氧化还原反应E？饱和饱和NH4NO3溶液溶液6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用45四、求难溶盐的溶度积四、求难溶盐的溶度积 Ks例例6-4、求、求25AgCl的的KsAgClAg+Cl-电池为：电池为： Ag | Ag+ | Cl- |AgCl | Ag6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用46五、求电解质溶液的五、求电解质溶液的 a,例例6-
29、4、测、测25b=0.01molkg-1 ZnSO4溶液的溶液的a,设计电池：设计电池： Zn|ZnSO4(a, b) |PbSO4(s) | Pb(s)电池反应：电池反应： Zn+PbSO4(s) Zn2+SO42-+Pb(s)6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用47六、求合金中某组分的六、求合金中某组分的 a、例例6-5、测、测335Sn-Bi(xSn=0.80)液态合金中液态合金中Sn的的a ,设计电池：设计电池： Sn(l)|Sn2+(纯纯SnCl2熔盐熔盐) |Sn-Bi (xSn=0.80)电池反应：电池反应： Sn(l) Sn-Bi (xSn=0.80)浓
30、差浓差电池电池实验测得实验测得335时电池的时电池的E5.40 mV，则，则6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用48七、七、化学电池举例化学电池举例（自学）（自学）锌锌-锰干电池：锰干电池：Zn | ZnCl2，NH4Cl(糊糊)| MnO2|C 电池反应：电池反应：Zn2MnO22NH4Zn2+Mn2O32NH3H2O放电放电特点：特点：Zn皮不断消耗，皮不断消耗，MnO2不不断被还原，电压降低；断被还原，电压降低； 电压约为电压约为1.5V； 价廉，一次性消费价廉，一次性消费应用：日常生活应用：日常生活(17号号)；6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极
31、电势的应用49七、七、化学电池举例化学电池举例镉镉(或铁或铁)-镍电池镍电池(碱性碱性)Cd | KOH(1.191.21gcm-3)| NiO(OH)|CCd2NiO(OH)2H2OCd(OH)22Ni(OH)2放电放电充电充电特点：电压约为特点：电压约为1.3V；重量轻、体积小、抗震性好、耐用；重量轻、体积小、抗震性好、耐用； 比铅酸电池昂贵；比铅酸电池昂贵；应用：工业、剃须刀、计算器等应用：工业、剃须刀、计算器等电池反应：电池反应：锌锌-锰电池锰电池(碱性碱性) Zn | KOH(aq)| MnO2|CZn 2MnO2 H2O2MnOOHZnO为减少自放电，常加少量汞（为减少自放电，常加
32、少量汞（Zn表面汞齐化），污染环境表面汞齐化），污染环境6-6 电池电动势和电极电势的应用电池电动势和电极电势的应用50七、七、化学电池举例化学电池举例PbPbO22H4SO42PbSO42H2O放电放电充电充电特点：电压约为特点：电压约为2.0V(汽车汽车6个串连为个串连为 12V)，1.7V后，后，I剧增，气剧增，气泡明显；即泡明显；即 H2O (l) H2(g) 1/2O2 (g) (-)Pt | H2| Na2SO4(a)| O2 |Pt(+)6-7 不可逆电极过程不可逆电极过程58二、电极的极化二、电极的极化内阻致内阻致u随电极上通过的电流密度随电极上通过的电流密度 ， E对平衡值的
33、偏离对平衡值的偏离该偏离称为该偏离称为电极的极化；电极的极化；电电化化学学极极化化浓浓差差极极化化u电极极化使电极极化使E阴阴 E阳阳 阴阳极超电势阴阳极超电势6-7 不可逆电极过程不可逆电极过程59二、电极的极化二、电极的极化浓差极化浓差极化离子迁移的迟缓性所致，即离子迁移的迟缓性所致，即v(离子迁移离子迁移)v(电极反应电极反应) 搅拌和升温可减小浓差极化。搅拌和升温可减小浓差极化。例：例：Cu | Cu2+Cu2+2e-= Cu6-7 不可逆电极过程不可逆电极过程60二、电极的极化二、电极的极化电化学极化电化学极化气体电极更明显气体电极更明显u氢超电势的利用氢超电势的利用Pt(Pt(尤其
34、铂黑尤其铂黑) )上，上，H2小小为标准氢电极所用。为标准氢电极所用。控制控制pH，利用，利用H2 ，使镀，使镀Zn，Sn，Ni，Cr等工艺成为现等工艺成为现实。实。例：例：H2 | H+， 2H+ e- = H2电极反应的迟缓性所致电极反应的迟缓性所致6-7 不可逆电极过程不可逆电极过程61二、电极的极化二、电极的极化电化学极化电化学极化u氢超电势的利用氢超电势的利用例：例：25下，电解下，电解aZn2+=0.01的的ZnSO4溶液，某电流密度下溶液，某电流密度下H2(g)在在Zn阴极上的超电势为阴极上的超电势为0.70 V。求使求使H2不析出的不析出的pH值值(当当H2析出析出的的 )。解
35、：需有解：需有，需，需pH6-7 不可逆电极过程不可逆电极过程62三三、极化、极化曲线曲线或或E与与j 间的关系曲线间的关系曲线形状和变化规律。形状和变化规律。jEEr+阳阳ErEjErEr-阴阴电解池电解池6-7 不可逆电极过程不可逆电极过程63三三、极化、极化曲线曲线或或E与与j 间的关系曲线间的关系曲线形状和变化规律。形状和变化规律。jEEr+阳阳ErEjErEr-阴阴原电池原电池第六章第六章 电化学电化学64学习要求及重点：学习要求及重点：u理解电解质溶液离子平均活度及活度系数的概念；理解电解质溶液离子平均活度及活度系数的概念；u理解可逆电池理解可逆电池，及其，及其电动势与热力学函数的关系；电动势与热力学函数的关系；u掌握各种类型电极的特征掌握各种类型电极的特征及反应、及反应、Nernst方程和其方程和其的主要应用的主要应用(方向判断、方向判断、pH、 )；u了解液体接界电势的产生和消除，掌握浓差电池；了解液体接界电势的产生和消除，掌握浓差电池；本章习题本章习题 ：7-1，7-10, 7-13，7-14, 7-18，7-22，7-25, 7-27，7-28，7-29(1.066V)u了解电极的极化现象及极化曲线了解电极的极化现象及极化曲线；
