電化學(xué)之電解質(zhì)溶液

第七章

電化學(xué)1電化學(xué)I.電解質(zhì)溶液II.可逆電池電動(dòng)勢及其應(yīng)用III.電解與極化作用2（一）法拉第定律（二）遷移數(shù)遷移數(shù)t電遷移率u離子運(yùn)動(dòng)速度v（三）電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)G電導(dǎo)率κ摩爾電導(dǎo)率Λm3（四）活度（五）極限公式電解質(zhì)活度a平均活度a±離子活度ai平均活度因子r±平均濃度b±電解質(zhì)濃度b離子強(qiáng)度I4I.

電解質(zhì)溶液一、基本概念和公式（一）法拉第定律1.文字表述：通電于電解質(zhì)溶液以后，（1）在電極上物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的量與通入的電荷量成正比。（2）將若干個(gè)電解池串聯(lián)，通入一定的電荷量后，當(dāng)所取粒子基本單元的荷電數(shù)相同時(shí)，在各個(gè)電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，其物質(zhì)的量相同。5（一）法拉第定律2.法拉第定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式3.荷電粒子基本單元的選取根據(jù)法拉第定律，通電于若干串聯(lián)電解池中，每個(gè)電極上析出物質(zhì)的物質(zhì)的量相同，這時(shí)，所選取的基本粒子的荷電絕對值必須相同。例如：、、、、（反應(yīng)）62.離子遷移數(shù)1.離子電遷移率

(離子淌度）uB單位：m2/V·s（二）離子遷移數(shù)73.遷移數(shù)的測定方法（二）離子遷移數(shù)（1）Hittorf

法（2）界面移動(dòng)法（3）電動(dòng)勢法8界面移動(dòng)法測定遷移數(shù)的裝置毫安培計(jì)開關(guān)電源可變電阻電量計(jì)9Hittorf

法中必須采集的數(shù)據(jù)：確定某一區(qū)域的某一離子1.通入的電量，由庫侖計(jì)中稱重陰極質(zhì)量的增加而得，計(jì)算時(shí)必須與某離子的電極反應(yīng)中得失電子數(shù)一致。AgNO3溶液中Ag+,使用Ag庫侖計(jì)測定電解摩爾量：2.電解前含某離子的物質(zhì)的量n(前）3.電解后含某離子的物質(zhì)的量n(后）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,判斷水通電前后區(qū)域的水量是否不變10（三）電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率（三）電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率1.電導(dǎo)（electriccondutance）2.電導(dǎo)率（electrolyticconductivity）3.摩爾電導(dǎo)率（molarconductivity）c的單位：mol/m3單位：S/m單位：S單位：S·m2/mol與選取的單元形式有關(guān)11（三）電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率4.電導(dǎo)的測定儀器：電導(dǎo)儀；原理：惠斯登電橋（交流電橋）5.電導(dǎo)池常數(shù)電導(dǎo)池常數(shù) 單位是。電導(dǎo)池常數(shù)的測定：已知電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液12強(qiáng)電解質(zhì)溶液:電導(dǎo)率隨著濃度的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢,如H2SO4和KOH溶液。弱電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率隨濃度變化不顯著，如醋酸。5.電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系6.摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系

隨濃度的降低而增加，最后達(dá)到一極限值。濃度極稀時(shí)符合Kohlrausch公式強(qiáng)電解質(zhì)：（三）電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率13弱電解質(zhì):(1)隨著濃度下降，也緩慢升高，但變化不大。等稀到一定程度，迅速增大。(2)與不呈現(xiàn)線形關(guān)系。也不能用外推法得到。7.離子獨(dú)立移動(dòng)定律在無限稀釋溶液中，完全電離，每種離子獨(dú)立移動(dòng)，忽略離子間相互作用，每種離子對電解質(zhì)的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率都有貢獻(xiàn)（三）電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率148.離子摩爾電導(dǎo)率與遷移數(shù)的關(guān)系對濃度不太高的強(qiáng)電解質(zhì)9.離子摩爾電導(dǎo)率與離子電遷移率的關(guān)系對于濃度不大的強(qiáng)電解質(zhì)溶液（三）電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率1510.電導(dǎo)測定的應(yīng)用(1)計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù)電解質(zhì)為MA（1－1型）（三）電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率(2)測定難溶鹽的溶解度及溶度積Kspc的單位：mol/L16（四）電解質(zhì)的平均活度和活度因子（四）電解質(zhì)的平均活度和活度因子1.電解質(zhì)的活度與離子活度174.離子的平均質(zhì)量摩爾濃度與電解質(zhì)濃度的關(guān)系5.離子強(qiáng)度（四）電解質(zhì)的平均活度和活度因子單位：mol/kg2.平均活度與電解質(zhì)活度的關(guān)系3.平均活度的定義18（五）強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論（五）強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論

1.極限公式適用于電導(dǎo)公式25℃水溶液中A=0.509(mol/kg)-1/2

2.公式的修正19例1：用銀電極來電解AgNO3水溶液，通電一定時(shí)間后陰極上面有0.078g的Ag（s）析出，經(jīng)分析陽極部含有AgNO30.236g，水23.14g，已知原來所用溶液的濃度為每克水中溶有AgNO30.0739g，試求Ag+和NO3-的遷移數(shù)。二、計(jì)算題20有一電導(dǎo)池，其電極的有效面積為2cm2，電極之間的有效距離為10cm，在池中充以1-1價(jià)型的鹽MX的溶液，濃度為0.03mol/L,用電勢差為3V，強(qiáng)度為0.003A的電流通電。已知M＋離子的遷移數(shù)為0.4，試求：⑴MX的摩爾電導(dǎo)率⑵M＋和X-單個(gè)離子的摩爾電導(dǎo)率⑶在這種實(shí)驗(yàn)條件下，M＋離子的移動(dòng)速度。例221某電導(dǎo)池先后充以高純水、0.02mol/LKCl溶液和AgCl飽和溶液。25℃時(shí)分別測得電阻值依次為已知該溫度下KCl、AgCl溶液的摩爾電導(dǎo)分別為求：⑴電導(dǎo)池常數(shù)⑵AgCl的電導(dǎo)率⑶25℃時(shí)AgCl的溶解度和溶度積。例322例4今有一NaCl溶液，