版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
電能
化學(xué)能電解電池物理化學(xué)電子教案——第六章6.1電化學(xué)的基本概念和法拉第定律第六章電解質(zhì)溶液6.2離子的電遷移和遷移數(shù)6.3電導(dǎo)6.4強電解質(zhì)溶液理論簡介6.5輔導(dǎo)答疑(1)基本概念研究對象電化學(xué)用途兩類導(dǎo)體正極、負(fù)極陰極、陽極原電池電解池電流效率(2)法拉第定律定律的文字表示法拉第常數(shù)定律的數(shù)學(xué)式6.1電化學(xué)的基本概念和法拉第定律
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)。電化學(xué)的用途⒈電解精煉和冶煉有色金屬和稀有金屬; 電解法制備化工原料; 電鍍法保護(hù)和美化金屬; 還有氧化著色等。⒉電池汽車、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。⒊電分析 ⒋生物電化學(xué)兩類導(dǎo)體A.自由電子作定向移動而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化C.溫度升高,電阻也升高D.導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)又稱電子導(dǎo)體,如金屬、石墨等。1.第一類導(dǎo)體兩類導(dǎo)體A.正、負(fù)離子作反向移動而導(dǎo)電B.導(dǎo)電過程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生C.溫度升高,電阻下降D.導(dǎo)電總量分別由正、負(fù)離子分擔(dān)
又稱離子導(dǎo)體,如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等。2.第二類導(dǎo)體正極、負(fù)極、陰極、陽極電勢低的極稱為負(fù)極,電子從負(fù)極流向正極。負(fù)極:電勢高的極稱為正極,電流從正極流向負(fù)極。正極:發(fā)生還原作用的極稱為陰極。陰極:(Cathode)發(fā)生氧化作用的極稱為陽極。陽極:(Anode)離子遷移方向:陰離子遷向陽極陽離子遷向陰極原電池(galvaniccell)Cu2++2e-→Cu(S)發(fā)生還原作用,是陰極。電流由Cu極流向Zn極,Cu極電勢高,是正極。Cu電極:Zn(S)→Zn2++2e-發(fā)生氧化作用,是陽極。電子由Zn極流向Cu極,Zn極電勢低,是負(fù)極。Zn電極:電極的極性由兩電極本身的化學(xué)性質(zhì)決定。電解池(electrolyticcell)與外電源正極相接,是正極。發(fā)生氧化反應(yīng),是陽極。Cu(s)→Cu2++2e-電極②:與外電源負(fù)極相接,是負(fù)極。發(fā)生還原反應(yīng),是陰極。Cu2++2e-→Cu(s)電極①:①②電極的極性由所接的外電源的性質(zhì)決定。電流效率表示式(1)電流效率=×100%理論計算耗電量實際消耗電量表示式(2)電流效率=×100%電極上產(chǎn)物的實際量理論計算應(yīng)得量法拉第定律的文字表述Faraday’sLaw⒈在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化物質(zhì)的質(zhì)量與通入的電量成正比。⒉通電于若干個電解池串聯(lián)的線路中,當(dāng)所取的基本粒子的荷電數(shù)相同時,在各個電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì),其物質(zhì)的量相同,析出物質(zhì)的質(zhì)量與其摩爾質(zhì)量成正比。法拉第定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式取電子的得失數(shù)為z,通入的電量為Q,則電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量n為:電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量m為:或法拉第常數(shù)F=L·e
法拉第常數(shù)在數(shù)值上等于1mol元電荷的電量。已知元電荷電量為=6.022×1023
mol-1×1.6022×10-19C=96484.6C·mol-1≈96500C·mol-1法拉第定律的意義⒈是電化學(xué)上最早的定量的基本定律,揭示了通入的電量與析出物質(zhì)之間的定量關(guān)系。⒉該定律在任何溫度、任何壓力下均可以使用。⒊該定律的使用沒有什么限制條件。6.2離子的電遷移和遷移數(shù)離子的電遷移現(xiàn)象電遷移率和遷移數(shù)離子遷移數(shù)的測定離子的電遷移現(xiàn)象設(shè)想在兩個惰性電極之間有想象的平面AA和BB,將溶液分為陽極部、中部及陰極部三個部分。假定未通電前,各部均含有正、負(fù)離子各5mol,分別用+、-號代替。離子的電遷移現(xiàn)象離子的電遷移現(xiàn)象設(shè)離子都是一價的,當(dāng)通入4mol電子的電量時,陽極上有4mol負(fù)離子氧化,陰極上有4mol正離子還原。兩電極間正、負(fù)離子要共同承擔(dān)4mol電子電量的運輸任務(wù)?,F(xiàn)在離子都是一價的,則離子運輸電荷的數(shù)量只取決于離子遷移的速度。離子的電遷移現(xiàn)象1.設(shè)正、負(fù)離子遷移的速率相等, ,則導(dǎo)電任務(wù)各分擔(dān)2mol,在假想的AA、BB平面上各有2mol正、負(fù)離子逆向通過。通電結(jié)束,陰、陽兩極部溶液濃度相同,但比原溶液各少了2mol,而中部溶液濃度不變。離子的電遷移現(xiàn)象離子的電遷移現(xiàn)象AABB陽極部中部陰極部陽極陰極始態(tài)終態(tài)離子的電遷移現(xiàn)象2.設(shè)正離子遷移速率是負(fù)離子的三倍, ,則正離子導(dǎo)3mol電量,負(fù)離子導(dǎo)1mol電量。在假想的AA、BB平面上有3mol正離子和1mol負(fù)離子逆向通過。通電結(jié)束,陽極部正、負(fù)離子各少了3mol,陰極部只各少了1mol,而中部溶液濃度仍保持不變。離子的電遷移現(xiàn)象離子的電遷移現(xiàn)象AABB陽極部中部陰極部陽極陰極始態(tài)終態(tài)離子電遷移的規(guī)律:1.向陰、陽兩極遷移的正、負(fù)離子物質(zhì)的量總和恰好等于通入溶液的總電量。如果正、負(fù)離子荷電量不等,如果電極本身也發(fā)生反應(yīng),情況就要復(fù)雜一些。離子的電遷移率離子在電場中運動的速率用公式表示為:電遷移率的數(shù)值與離子本性、電位梯度、溶劑性質(zhì)、溫度等因素有關(guān),可以用界面移動法測量。為電位梯度離子的電遷移率又稱為離子淌度(ionicmobility),相當(dāng)于單位電位梯度時離子遷移的速率。稱為正、負(fù)離子的電遷移率,單位 。離子遷移數(shù)的定義把離子B所運載的電流與總電流之比稱為離子B的遷移數(shù)(transferencenumber),用符號表示。由于正、負(fù)離子移動的速率不同,所帶的電荷不等,因此它們在遷移電量時所分擔(dān)的分?jǐn)?shù)也不同。其定義式為:是量綱1的量,數(shù)值上總小于1。遷移數(shù)在數(shù)值上還可表示為:負(fù)離子應(yīng)有類似的表示式。如果溶液中只有一種電解質(zhì),則:如果溶液中有多種電解質(zhì),共有i種離子,則:離子遷移數(shù)的定義離子遷移數(shù)的定義設(shè)相距為l、面積為A的兩個平行惰性電極,左方接外電源負(fù)極,右方接正極,外加電壓為E。在電極間充以電解質(zhì)的溶液,它的濃度為c(單位為 ),解離度為。離子遷移數(shù)的定義設(shè)正離子遷移速率為,單位時間向陰極方向通過任意截面的物質(zhì)的量為 ,所遷移的電量為 ,因為是單位時間,所以:同理離子遷移數(shù)的定義因為溶液是電中性的,所以( ,電場梯度相同)遷移數(shù)的測定方法1.Hittorf
法在Hittorf遷移管中裝入已知濃度的電解質(zhì)溶液,接通穩(wěn)壓直流電源,這時電極上有反應(yīng)發(fā)生,正、負(fù)離子分別向陰、陽兩極遷移。小心放出陰極部(或陽極部)溶液,稱重并進(jìn)行化學(xué)分析,根據(jù)輸入的電量和極區(qū)濃度的變化,就可計算離子的遷移數(shù)。通電一段時間后,電極附近溶液濃度發(fā)生變化,中部基本不變。遷移數(shù)的測定方法遷移數(shù)的測定方法Hittorf
法中必須采集的數(shù)據(jù):1.通入的電量,由庫侖計中稱重陰極質(zhì)量的增加而得,例如,銀庫侖計中陰極上有0.0405gAg析出,2.電解前含某離子的物質(zhì)的量n(起始)。3.電解后含某離子的物質(zhì)的量n(終了)。4.寫出電極上發(fā)生的反應(yīng),判斷某離子濃度是增加了、減少了還是沒有發(fā)生變化。5.判斷離子遷移的方向。在界移法的左側(cè)管中先放入 溶液至面,然后小心加入HCl溶液,使面清晰可見。2.界面移動法通電后向上面負(fù)極移動,淌度比小,隨其后,使界面向上移動,通電一段時間移動到位置。界移法比較精確,也可用來測離子的淌度。根據(jù)毛細(xì)管內(nèi)徑、液面移動的距離、溶液濃度及通入的電量,可以計算離子遷移數(shù)。界面移動法測定遷移數(shù)的裝置毫安培計開關(guān)電源可變電阻電量計2.界面移動法界面移動法測定遷移數(shù)的裝置毫安培計開關(guān)電源可變電阻電量計2.界面移動法設(shè)毛細(xì)管半徑為,截面積與之間距離為,溶液體積 。遷移的電量為,的遷移數(shù)為:在這個體積范圍內(nèi),遷移的數(shù)量為 ,6.3電導(dǎo)電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)的測定電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系離子獨立移動定律幾個有用的關(guān)系式電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)(electriccondutance)電導(dǎo)是電阻的倒數(shù),單位為或。電導(dǎo)與導(dǎo)體的截面積成正比,與導(dǎo)體的長度成反比:電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)率(electrolyticconductivity)因為比例系數(shù)稱為電導(dǎo)率。電導(dǎo)率相當(dāng)于單位長度、單位截面積導(dǎo)體的電導(dǎo),單位是 或。電導(dǎo)率也就是電阻率的倒數(shù):電導(dǎo)率的定義電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)率的定義電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率(molarconductivity)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,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。摩爾電導(dǎo)率的定義電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率的定義基本質(zhì)點的選取摩爾電導(dǎo)率必須對應(yīng)于溶液中含有1mol電解質(zhì),但對電解質(zhì)基本質(zhì)點的選取決定于研究需要。例如,對 溶液,基本質(zhì)點可選為 或 ,顯然,在濃度相同時,含有1mol溶液的摩爾電導(dǎo)率是含有1mol溶液的2倍。即:為了防止混淆,必要時在后面要注明所取的基本質(zhì)點。電導(dǎo)的測定幾種類型的電導(dǎo)池:電導(dǎo)池電極通常用兩個平行的鉑片制成,為了防止極化,一般在鉑片上鍍上鉑黑,增加電極面積,以降低電流密度。電導(dǎo)的測定電導(dǎo)測定的裝置電導(dǎo)測定實際上測定的是電阻,常用的韋斯頓電橋如圖所示。
AB為均勻的滑線電阻,為可變電阻,并聯(lián)一個可變電容以便調(diào)節(jié)與電導(dǎo)池實現(xiàn)阻抗平衡,M為放有待測溶液的電導(dǎo)池,電阻待測。I是頻率在1000Hz左右的高頻交流電源,G為耳機或陰極示波器。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(dá)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)池常數(shù)(cellconstant)電導(dǎo)池常數(shù) 單位是。因為兩電極間距離和鍍有鉑黑的電極面積無法用實驗測量,通常用已知電導(dǎo)率的KCl溶液注入電導(dǎo)池,測定電阻后得到。然后用這個電導(dǎo)池測未知溶液的電導(dǎo)率。電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的增加而升高。當(dāng)濃度增加到一定程度后,解離度下降,離子運動速率降低,電導(dǎo)率也降低,如和KOH溶液。弱電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率隨濃度變化不顯著,因濃度增加使其電離度下降,粒子數(shù)目變化不大,如醋酸。中性鹽由于受飽和溶解度的限制,濃度不能太高,如KCl。電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系由于溶液中導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定,都為1mol,所以,當(dāng)濃度降低時,粒子之間相互作用減弱,正、負(fù)離子遷移速率加快,溶液的摩爾電導(dǎo)率必定升高。但不同的電解質(zhì),摩爾電導(dǎo)率隨濃度降低而升高的程度也大不相同。強電解質(zhì)的與c的關(guān)系隨著濃度下降,升高,通常當(dāng)濃度降至 以下時,與之間呈線性關(guān)系。德國科學(xué)家Kohlrausch總結(jié)的經(jīng)驗式為:是與電解質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。將直線外推至 ,得到無限稀釋摩爾電導(dǎo)率。強電解質(zhì)的與c的關(guān)系隨著濃度下降,也緩慢升高,但變化不大。當(dāng)溶液很稀時,與不呈線性關(guān)系,等稀到一定程度,迅速升高,見 的與的關(guān)系曲線。弱電解質(zhì)的不能用外推法得到。離子獨立移動定律德國科學(xué)家Kohlrausch
根據(jù)大量的實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)律: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。
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(rèn)為是兩種離子無限稀釋摩爾電導(dǎo)率之和:離子獨立移動定律
弱電解質(zhì)的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率用離子獨立移動定律計算時,要注意不同價態(tài)的電解質(zhì),計算的公式不同。例如:1—1價HCl2—1價MgCl22—2價CuSO4幾個有用的關(guān)系式對于強電解質(zhì),在濃度不太大時近似有利用這些關(guān)系式,從實驗可測量求不可測量。電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用(1)檢驗水的純度純水本身有微弱的解離,和的濃度近似為, ,查表得,這樣,純水的電導(dǎo)率應(yīng)為事實上,水的電導(dǎo)率小于就認(rèn)為是很純的了,有時稱為“電導(dǎo)水”,若大于這個數(shù)值,那肯定含有某種雜質(zhì)。電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用去除雜質(zhì)的方法較多,根據(jù)需要,常用的方法有:(1)用不同的離子交換樹酯,分別去除陰離子和陽離子,得去離子水。(2)用石英器皿,加入 和 ,去除 及有機雜質(zhì),二次蒸餾,得“電導(dǎo)水”。普通的蒸餾水中含有和玻璃器皿溶下的硅酸鈉等,不一定符合電導(dǎo)測定的要求。電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用(2)計算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù)設(shè)弱電解質(zhì)AB解離如下:以 作圖,從截距和斜率求得和值。這就是德籍俄國物理化學(xué)家Ostwald提出的定律,稱為Ostwald稀釋定律(Ostwald’sdilutionlaw)。電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用(3)測定難溶鹽的溶解度1.難溶鹽飽和溶液的濃度極稀,可認(rèn)為 ,的值可從離子的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率的表值得到。運用摩爾電導(dǎo)率的公式就可以求得難溶鹽飽和溶液的濃度。2.難溶鹽本身的電導(dǎo)率很低,這時水的電導(dǎo)率就不能忽略,所以:電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用(4)電導(dǎo)滴定在滴定過程中,離子濃度不斷變化,電導(dǎo)率也不斷變化,利用電導(dǎo)率變化的轉(zhuǎn)折點,確定滴定終點。電導(dǎo)滴定的優(yōu)點是不用指示劑,對有色溶液和沉淀反應(yīng)都能得到較好的效果,并能自動紀(jì)錄。例如:電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用1.用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定HCl。。。。。。。。。終點HClNaOH電導(dǎo)率儀電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用1.用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定HCl2.用NaOH滴定HAc3.用 滴定 ,產(chǎn)物 均為沉淀6.4強電解質(zhì)溶液理論簡介平均活度和平均活度系數(shù)離子強度強電解質(zhì)溶液的離子互吸理論 電導(dǎo)理論當(dāng)溶液很稀,可看作是理想溶液, ,則:平均活度和平均活度系數(shù)非電解質(zhì)化學(xué)勢表示式平均活度和平均活度系數(shù)電解質(zhì)化學(xué)勢的表達(dá)式強電解質(zhì)溶解后全部變成離子。為簡單起見,先考慮1-1價電解質(zhì),如HCl,平均活度和平均活度系數(shù)對任意價型電解質(zhì)平均活度和平均活度系數(shù)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)平均活度和平均活度系數(shù)從電解質(zhì)的求對1-1價電解質(zhì)離子強度式中是離子的真實濃度,若是弱電解質(zhì),應(yīng)乘上電離度。的單位與的單位相同。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(dāng)濃度用質(zhì)量摩爾濃度表示時,離子強度等于:強電解質(zhì)溶液的離子互吸理論
van’tHoff因子實驗中發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)溶液的依數(shù)性比同濃度非電解質(zhì)的數(shù)值大得多,van’tHoff用一個因子表示兩者的偏差,這因子稱為van’tHoff因子或van’tHoff系數(shù),用表示。非電解質(zhì)電解質(zhì)強電解質(zhì)溶液的離子互吸理論離子氛(ionicatmosphere)若中心離子取正離子,周圍有較多的負(fù)離子,部分電荷相互抵消,但余下的電荷在距中心離子處形成一個球形的負(fù)離子氛;反之亦然。一個離子既可為中心離子,又是另一離子氛中的一員。這是德拜-休克爾理論中的一個重要概念。他們認(rèn)為在溶液中,每一個離子都被反號離子所包圍,由于正、負(fù)離子相互作用,使離子的分布不均勻。強電解質(zhì)溶液的離子互吸理論德拜-休克爾極限定律德拜-休克爾根據(jù)離子氛的概念,并引入若干假定,推導(dǎo)出強電解質(zhì)稀溶液中離子活度系數(shù)的計算公式,稱為德拜-休克爾極限定律。式中是i離子的電荷,是離子強度,是與溫度、溶劑有關(guān)的常數(shù),水溶液的值有表可查。由于單個離子的活度系數(shù)無法用實驗測定來加以驗證,這個公式用處不大。德拜-休克爾極限定律的常用表示式:這個公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。式中為離子平均活度系數(shù),從這個公式得到的為理論計算值。用電動勢法可以測定的實驗值,用來檢驗理論計算值的適用范圍。對于離子半徑較大,不能作為點電荷處理的體系,德拜-休克爾極限定律公式修正為:則式中為離子的平均有效直徑,約為 ,是與溫度、溶劑有關(guān)的常數(shù),在298K的水溶液中,德拜-休克爾-昂薩格電導(dǎo)理論弛豫效應(yīng)(relaxationeffect)由于每個離子周圍都有一個離子氛,在外電場作用下,正負(fù)離子作逆向遷移,原來的離子氛要拆散,新離子氛需建立,這里有一個時間差,稱為弛豫時間。在弛豫時間里,離子氛會變得不對稱,對中心離子的移動產(chǎn)生阻力,稱為弛豫力。這力使離子遷移速率下降,從而使摩爾電導(dǎo)率降低。德拜-休克爾-昂薩格電導(dǎo)理論德拜-休克爾-昂薩格電導(dǎo)理論電泳效應(yīng)(electrophoreticeffect)在溶液中,離子總是溶劑化的。在外加電場作用下,溶劑化的中心離子與溶劑化的離子氛中的離子向相反方向移動,增加了粘滯力,阻礙了離子的運動,從而使離子的遷移速率和摩爾電導(dǎo)率下降,這種稱為電泳效應(yīng)??紤]弛豫和電泳兩種效應(yīng),推算出某一濃度時電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率與無限稀釋時的摩爾電導(dǎo)率之間差值的定量計算公式,稱為 電導(dǎo)公式:德拜-休克爾-昂薩格電導(dǎo)理論電導(dǎo)公式式中和分別是電泳效應(yīng)和弛豫效應(yīng)引起的使的降低值。這個理論很好地解釋了克爾勞烏施的經(jīng)驗式:
6.1導(dǎo)體分幾類?有什么不同?6.5輔導(dǎo)答疑6.1答:通常將導(dǎo)體分為兩類:第一類導(dǎo)體,又稱電子導(dǎo)體如金屬、石墨等。其特點為:A.自由電子作定向移動而導(dǎo)電;B.導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化;C.溫度升高,電阻也升高;D.導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)。第二類導(dǎo)體,又稱離子導(dǎo)體如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等,特點為:A.正、負(fù)離子作反向移動而導(dǎo)電;B.導(dǎo)電過程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生;C.溫度升高,電阻下降;D.導(dǎo)電總量分別由正、負(fù)離子分擔(dān)。
6.2什么是正極?什么是負(fù)極?兩者有什么不同?輔導(dǎo)答疑6.2答:電勢高的極稱為正極,電流從正極流向負(fù)極。在原電池中正極是陰極;在電解池中正極是陽極。電勢低的極稱為負(fù)極,電子從負(fù)極流向正極。在原電池中負(fù)極是陽極;在電解池中負(fù)極是陰極。
6.3什么是陰極?什么是陽極?兩者有什么不同?輔導(dǎo)答疑6.3答:發(fā)生還原作用的極稱為陰極,在原電池中,陰極是正極;在電解池中陰極是負(fù)極。發(fā)生氧化作用的極稱為陽極,在原電池中,陽極是負(fù)極;在電解池中陽極是正極。
6.4什么是離子的電遷移率?輔導(dǎo)答疑6.4答:在電場中離子運動的速率與離子的本性、溶劑的性質(zhì)和電位梯度有關(guān),用公式表示為:式中比例系數(shù)分別稱為正、負(fù)離子的電遷移率,又稱為離子淌度,相當(dāng)于單位電位梯度時離子遷移的速率。它的數(shù)值可以用界面移動法測量。它的單位是。
6.5什么是電導(dǎo)池常數(shù)?有什么用處?輔導(dǎo)答疑6.5答:電導(dǎo)池常數(shù)的定義式為:因為兩電極間距離和鍍有鉑黑的電極面積無法用實驗測量,通常用已知電導(dǎo)率的KCl溶液注入電導(dǎo)池,測定電阻后得到電導(dǎo)池常數(shù)的值,然后用這個電導(dǎo)池測未知溶液的電導(dǎo)率。
6.6電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系如何?輔導(dǎo)答疑6.6答:強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的增加而升高。當(dāng)濃度增加到一定程度后,由于正、負(fù)離子之間的相互作用力增大,解離度下降,離子運動速率降低,電導(dǎo)率也降低,如KOH溶液。中性鹽如KCl由于受飽和溶解度的限制,濃度不能太高。
弱電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率隨濃度變化不顯著,因濃度增加使其電離度下降,粒子數(shù)目變化不大。
6.7摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系如何?輔導(dǎo)答疑6.7答:由于溶液中導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定,都為1mol,所以,當(dāng)濃度降低時,粒子之間相互作用減弱,正、負(fù)離子遷移速率加快,溶液的摩爾電導(dǎo)率必定升高。但不同的電解質(zhì),摩爾電導(dǎo)率隨濃度降低而升高的程度也大不相同。
6.8什么是離子獨立移動定律?輔導(dǎo)答疑6.8答:德國科學(xué)家Kohlrausch
根據(jù)大量的實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)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(rèn)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)的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率可以通過強電解質(zhì)的無限稀釋摩爾率或從表值上查離子的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率而求得。
6.9電導(dǎo)測定有哪些應(yīng)用?輔導(dǎo)答疑6.9答:1。檢驗水的純度;2。計算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù);3。測定難溶鹽的溶解度;4。進(jìn)行電導(dǎo)滴定;5。檢測空氣中酸性氧化物的含量等。
6.10什么是離子強度?輔導(dǎo)答疑6.10答: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(dāng)濃度用質(zhì)量摩爾濃度表示時,離子強度等于:
6.11什么是德拜-休克爾極限定律?有什么適用條件?輔導(dǎo)答疑6.11答:德拜-休克爾極限定律的常用表示式為:
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 制定管理方式和工作計劃方案
- 政府采購合同的產(chǎn)業(yè)合作項目案例分析
- 建筑裝飾設(shè)計購銷合同
- 建筑石子購銷
- 信用社汽車貸款合同范例
- 果樹幼苗采購合同范本
- 知識產(chǎn)權(quán)貫標(biāo)咨詢服務(wù)
- 門禁系統(tǒng)采購協(xié)議
- 家庭滅蟑螂服務(wù)協(xié)議
- 機械購銷合同全文查閱
- 中藥鑒定學(xué)智慧樹知到答案2024年中國藥科大學(xué)
- 現(xiàn)代通信技術(shù)導(dǎo)論智慧樹知到期末考試答案章節(jié)答案2024年北京科技大學(xué)
- CFG樁計算表格(2012新規(guī)范)
- 二年級數(shù)學(xué)興趣小組活動記錄全記錄
- 中藥硬膏管理規(guī)定、操作流程及評分標(biāo)準(zhǔn)(共3頁)
- 單值移動極差圖(空白表格)
- 電鍍生產(chǎn)工序
- 塔城地區(qū)事業(yè)單位專業(yè)技術(shù)各等級崗位基本任職資格條件指導(dǎo)意見
- 初中語文課外古詩文董仲舒《春秋繁露》原文及翻譯
- (完整)(電子商務(wù)軟件研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目)監(jiān)理月報(201202)
- 旅游出行安全告知書
評論
0/150
提交評論