電解質(zhì)離子強度德拜-休克爾公式課件

電化學(xué)研究對象電能

化學(xué)能電解電池電化學(xué)主要是研究電能和化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)。第六章電化學(xué)（上）1電化學(xué)內(nèi)容

電解質(zhì)溶液理論（第六章）:研究電解質(zhì)溶液性質(zhì)，導(dǎo)電機理——電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)平衡問題（第七章）

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存在電功的化學(xué)平衡問題——可逆電極，可逆電池，電動勢等不可逆電極過程（第七章）包括電解，腐蝕問題——與應(yīng)用密切相關(guān)2⒈電解精煉和冶煉有色金屬和稀有金屬；3.化學(xué)電源汽車、宇宙飛船、照明、通訊、生化和醫(yī)學(xué)等方面都要用不同類型的化學(xué)電源。4.電分析電導(dǎo)滴定法、循環(huán)伏安法、庫侖分析法等等電化學(xué)的應(yīng)用2.腐蝕與防護許多金屬生銹腐蝕的原因與電化學(xué)有關(guān)；3陰極-+陽極多孔隔膜負電荷-+電源正電荷e-e-電解池電解池2.原電池和電解池例如：電解HCl水溶液，電極反應(yīng)為陰極（還原反應(yīng)）：2H++2e→H2（g）陽極（氧化反應(yīng)）：2Cl-→Cl2(g)+2e5Zn-+CuZnSO4(1molkg-1)CuSO4(1molkg-1)多孔隔膜

銅鋅原電池（陰極）（陽極）原電池6離子遷移方向：陰離子陽極陽離子陰極電極陽極陰極作用類型氧化作用還原作用電極電勢電解池原電池電勢高，正極(+)電勢低，負極(–)電勢低，負極(–)電勢高，正極(+)電極名稱和過程7§6.3電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，單位為S或Ω-1。電導(dǎo)G與導(dǎo)體截面積A成正比，與其長度l成反比。比例系數(shù)

稱為電導(dǎo)率，也是電阻率的倒數(shù)。一、電導(dǎo)和電導(dǎo)率9電導(dǎo)率相當于單位長度、單位截面積導(dǎo)體的電導(dǎo)，單位是 或。10二、摩爾電導(dǎo)率在相距為單位距離的兩個平行電導(dǎo)電極之間，放置含有1mol電解質(zhì)的溶液，這時溶液所具有的電導(dǎo)稱為摩爾電導(dǎo)率m，單位為 。是含有1mol電解質(zhì)的溶液的體積，單位為 ，是電解質(zhì)溶液的濃度，單位為。11實驗發(fā)現(xiàn)：m~為曲線關(guān)系強電解質(zhì)——以氯化氫為例：四、無限稀釋摩爾電導(dǎo)率C，m，m~為曲線關(guān)系當C小到一定值以后，m~為直線關(guān)系實驗發(fā)現(xiàn)：解釋：C時，離子總數(shù)目不變，但密度減小，相互間引力變小，靜電引力（+，—），移動速度增大，m

1314當C0時，引力0，m極限摩爾電導(dǎo)率在很稀的溶液中，強電解質(zhì)有此式適用于C<0.001mol/dm3的強電解質(zhì)溶液,常數(shù)A與T，電解質(zhì)及溶劑的性質(zhì)有關(guān)極限摩爾電導(dǎo)率可由曲線外推至C0而得到，且可查表得到15a)相同負離子的K和Li鹽的差值都為34.9表明差值與負離子的性質(zhì)無關(guān)即在無限稀溶液中，正離子導(dǎo)電能力與負離子無關(guān)b)相同正離子的氯化物和硝酸鹽的差值都為4.9表明差值與正離子的性質(zhì)無關(guān)即在無限稀溶液中，負離子導(dǎo)電能力與正離子無關(guān)17離子獨立運動定律

在無限稀釋溶液中，每種離子獨立移動，不受其它離子影響，電解質(zhì)的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率可認為是兩種離子無限稀釋摩爾電導(dǎo)率之和：這就稱為Kohlrausch離子獨立移動定律。這樣，弱電解質(zhì)的可以通過強電解質(zhì)的或從表值上查離子的求得。18例題已知25℃時，

(NaAc)=91.0×10-4S·m2·mol–1，

(HCl)=426.2×10-4S·m2·mol–1，

(NaCl)=126.5×10-4S·m2·mol–1，求25℃時(HAc)。解：根據(jù)離子獨立運動定律：=(426.3+91.0–126.5)×10–4S·m2·mol–1=390.7×10–4S·m2·mol–119接通電源后，移動C點，使DGC線路中無電流通過，如用耳機則聽到聲音最小，這時D，C兩點電位降相等，電橋達平衡。根據(jù)幾個電阻之間關(guān)系就可求得待測溶液的電導(dǎo)。電導(dǎo)池系數(shù) 單位是。21例：已知0.01mol/dm3KCl溶液，298K，KCl=0.1411S/m,測得其電阻R=1749，計算0.001mol/dm3，RX=1.89×104AgNO3的電導(dǎo)率解：根據(jù)已知0.01mol/dm3KCl溶液的電導(dǎo)率及電阻，先計算電導(dǎo)池常數(shù)kcell再根據(jù)求得電導(dǎo)率22§6.4離子的電遷移E——電位差；l——電極間的距離

E/dl——電位梯度；U+,U-——正,負離子的電遷移率一、離子的電遷移率表6-3，H+和OH-離子的電遷移率較其他大，導(dǎo)電能力強。23遷移數(shù)在數(shù)值上還可表示為：如果溶液中只有一種電解質(zhì)，則：根據(jù)離子獨立運動定律：25§6.5電解質(zhì)溶液的活度一、電解質(zhì)和離子的化學(xué)勢26二、電解質(zhì)和離子的活度及活度因子當溶液很稀，可看作是理想溶液， ，則：非電解質(zhì)化學(xué)勢表示式27對任意價型電解質(zhì)29定義：離子平均活度（meanactivityofions）離子平均活度系數(shù)（meanactivitycoefficientofions）離子平均質(zhì)量摩爾濃度（meanmolalityofions）30從電解質(zhì)的求對1-1價電解質(zhì)31例6-1：1-1價型電解質(zhì)NaCl，ZnSO41-2(2-1)價型電解質(zhì)Na2SO4，CaCl23-2價型電解質(zhì)Al2(SO4)3γ±?32三、離子強度從大量實驗事實看出，影響離子平均活度系數(shù)的主要因素是離子的濃度和價數(shù)，而且價數(shù)的影響更顯著。1921年，Lewis提出了離子強度（ionicstrength）的概念。當濃度用質(zhì)量摩爾濃度表示時，離子強度等于：式中m是離子的真實濃度（若是弱電解質(zhì)，應(yīng)乘電離度）。I的單位與m的單位相同：mol·kg-133例題分別計算b=0.500mol·kg-1的KNO3、K2SO4和K4Fe(CN)6溶液的離子強度。解：KNO3K++NO3–34德拜-休克爾極限定律（常用形式）A是與溫度、溶劑有關(guān)的常數(shù)，水溶液的A值可查表。如常溫下：A=0.509mol1/2·kg-1/2該式只適用于強電解質(zhì)的稀溶液、離子可以作為點電荷處理的體系。從這個公式得到的γ±為理論計算值。用電動勢法可以測定γ±的實驗值，用來檢驗理論計算值的