北化物理化学-下册-课件PPT格式课件下载.ppt
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RR导电过程:
无化学反应有化学反应,7-1电解质溶液导电机理,电解质导溶液电特点有以下特点:
1.电解质溶液内部有正、负离子迁移。
2.电极与电解质溶液界面上发生化学反应(氧化还原反应)。
3.一个电极放正电,另一个电极放负电。
导电停止溶液显中性,不带电。
7-1电解质溶液导电机理,1.电解池定义:
电解池是利用电能来发生化学反应的装置。
特点:
电能化学能内部电流方向高电势低电势,7-1电解质溶液导电机理,2.原电池定义:
电池是利用化学反应产生电流的装置。
化学能电能内部电流方向低电势高电势,7-1电解质溶液导电机理,3.应用电解电镀电池、防腐生物工程,7-1电解质溶液导电机理,1.阴、阳极阴极:
发生还原反应的电极。
阳极:
发生氧化反应的电极。
2.正、负极正极:
电势高的电极。
负极:
电势低的电极。
7-1电解质溶液导电机理,3.正、负极与阴、阳极的关电解池:
阴负阳正原电池:
阴正阳负,7-1电解质溶液导电机理,1.文字表述:
每通过96485.309C的电量,在电解质溶液中任意一电极上,发生得失1mol电子的电极反应,同时与得失1mol电子相对应的任意一电极反应的(相应物质的)物质的量是1mol。
1mol电子的电量称为1F,1F=Le=96485.309Cmol-12.数学表达式:
Q=nF,7-1电解质溶液导电机理,3.说明:
法拉第定律是由实践总结出来的。
法拉第定律适用于电解池,也适用于原电池。
当有1mol电子的电量通过AgNO3溶液时在阴极有1molAg沉淀,当有1mol电子的电量通过CuSO4溶液时在阴极有1mol(1/2Cu)沉淀。
7-1电解质溶液导电机理,电量计(库仑计)测量电量的装置,7-2离子的迁移数,一、离子的电迁移现象二、离子迁移数三、离子电迁移率四、测定迁移数的方法,第七章,7-2离子的迁移数,1.电迁移:
离子在电场作用下的运动。
正离子迁向阴极负离子迁向阳极,7-2离子的迁移数,当有4个电子的电量通过,正离子导3个电子的电量,负离子导1个电子的电量时:
7-2离子的迁移数,7-2离子的迁移数,2.特点:
Q=Q+Q-,7-2离子的迁移数,离子迁移数:
某种离子迁移的电量与通过电解质溶液的总电量之比,称为离子迁移数。
用t表示,7-2离子的迁移数,1.电迁移率:
离子在指定溶剂中电场强度为1V/m时的运动速度。
用u表示,单位为(mS-1)/(Vm-1)=m2S-1V-1。
2.u与t关系:
7-2离子的迁移数,1.希托夫法装置:
物料衡算:
7-2离子的迁移数,2.界面移动法:
C+A比C+A阴离子相同C+比C+速度慢通过两线之间的是正离子是C+通过可有体积、浓度计算,7-3电导率和摩尔电导率,一、电导二、电导率三、摩尔电导率四、离子独立运动定律五、电导测定的应用,第七章,7-3电导率和摩尔电导率,电导:
描述导体导电能力大小的物理量,用G表示。
电导是电阻的倒数单位:
S或-1,7-3电导率和摩尔电导率,1.定义:
对具有均匀截面的导体,电导与导体的截面积A成正比,与长度l成反比,即G=A/l,比例系数称为电导率。
电阻率的倒数两平行板电极相距1m,截面积为1m2的电解质溶液的电导为电导率。
7-3电导率和摩尔电导率,2.单位:
Sm-13.与C关系,7-3电导率和摩尔电导率,4.用电导池测定电导率K=l/A叫电导池常数同一电导池为确定值。
先测定已知的溶液的G,计算出电导池常数K=l/A,再测定待测电解质溶液的G,计算出,7-3电导率和摩尔电导率,1.定义:
在距离1m的平行板电极之间放入1mol电解质溶液的电导叫摩尔电导率,用m表示。
2.单位、计算(推导过程略)单位:
Sm2mol-1计算:
m=/C(注意:
C单位为molm-3),7-3电导率和摩尔电导率,3.极限摩尔电导率溶液无限稀时的摩尔电导率称为极限摩尔电导率。
用m表示。
4.m与C关系一般情况:
Cm,Cm在强电解质稀溶液中:
m=m-AC,_,7-3电导率和摩尔电导率,1.离子独立运动定律:
在无限稀的溶液中离子彼此独立运动,互不影响,因而每种离子的电导不受其它离子的影响,所以电解质的摩尔电导率为正、负离子摩尔电导率之和。
7-3电导率和摩尔电导率,2.弱电解质的m计算:
强电解质的m可以用下式测定,m=m-AC,_,7-3电导率和摩尔电导率,3.无限稀时离子的摩尔电导率m与+、-的关系m,+=+m,-=-,7-3电导率和摩尔电导率,1.求弱电解质电离度及平衡常数对弱电解质在恒温时m,m:
=1m/m=/1,所以:
=m/m对HAC=H+AC-t=0C00t=t平C(1-)CC,7-3电导率和摩尔电导率,2.难溶盐的溶度积测量难溶盐的溶解度非常小,用一般的化学定量无法测量,可用电导法。
饱和浓度C=S可认为是无限稀。
则m=m,m=m=/C所以:
S=C=/m,7-3电导率和摩尔电导率,2.难溶盐的溶度积测量例题:
25时AgCl溶液的=3.4110-4Sm-1,纯水的=1.6010-4Sm-1。
求AgCl溶解度和溶度积。
已知:
m(AgCl)=1.38310-2Sm2mol-1,7-3电导率和摩尔电导率,解:
(AgCl)=(溶液)-(水)=(3.4110-4-1.6010-4)Sm-1=1.8110-4Sm-1m(AgCl)=1.38310-2Sm2mol-1S=C=/m=(1.8110-4)/(1.38310-2)molm-3=1.30910-2molm-3Ksp=(S/C)2=(1.30910-2/103)2=1.71410-10,7-3电导率和摩尔电导率,3.电导滴定例:
强碱滴定强酸离子:
H+、Cl-、Na+、OH-开始H+较多下降,OH-忽略,Cl-基本不变,Na+增加,H+导电能力比Na+强。
等当点后:
H+较少忽略,Cl-基本不变,OH-、Na+增加,7-3电导率和摩尔电导率,3.电导滴定其它可能图形,一、离子活度及平均活度定义二、离子活度系数及平均活度系数三、离子强度四、德拜许克尔极限公式,7-4电解质离子的平均活度,第七章,1.离子的活度,7-4电解质离子的平均活度,1.离子活度,7-4电解质离子的平均活度,2.平均活度,7-4电解质离子的平均活度,活度系数定义:
7-4电解质离子的平均活度,离子强度:
7-4电解质离子的平均活度,离子组成,包含溶液中所有离子,离子的价态,包含溶液中所有离子,德拜许克尔极限公式:
7-4电解质离子的平均活度,例子:
AgCl在下列哪个溶液中溶解度增加的最多?
0.1molkg-1的KNO3蒸馏水0.1molkg-1的KCl0.1molkg-1的Ca(NO3),7-4电解质离子的平均活度,解:
0.1molkg-1的KCl:
含有Cl离子所以溶解度比水小。
0.1molkg-1的Ca(NO3)、0.1molkg-1的KNO3和纯水中,Ca(NO3)的I值最大,最小,b值最大。
所以在0.1molkg-1的Ca(NO3)溶解度的值大。
值就是盐效应。
7-4电解质离子的平均活度,7-5可逆电池,一、原电池表示二、电池分类三、电极反应与电池反应四、充电与放电五、可逆电池与电池电动势六、电池电动势测定,第七章,7-5可逆电池,1.左(负、阳)右(正、阴)2.金属在两端,电解质溶液在中间,沉淀或气体介于两者之间;
3.有气体或不同价态的离子之间反应,另加惰性电极;
7-5可逆电池,4.用“|”表示两相接解,有接界电位用“”表示盐桥,无接界电位,用“”表示可混液相的接界,有接界电位。
例:
Zn|ZnSO4(C1)CuSO4(C2)|CuPt|H2(100kPa)|HCl(a)|AgCl(s)|Ag,7-5可逆电池,1.单液与双液电池单液电池:
电池中只含有一种溶液。
Pt|H2(100kPa)|HCl(a)|AgCl(s)|Ag双液电池:
电池中包含有两种溶液。
Zn|ZnSO4(C1)CuSO4(C2)|Cu,7-5可逆电池,2.化学反应、浓差、中和沉淀电池化学电池:
总反应为化学反应。
浓差电池:
总反应为浓度变化,或气体压力变化。
中和沉淀电池:
总反应为中和或沉淀反应,7-5可逆电池,例1:
Zn|ZnSO4(C1)CuSO4(C2)|Cu是双液电池电极反应:
阳(-)ZnZn2+2e-阴(+)Cu2+2e-Cu电池反应(总反应)Zn+Cu2+Zn2+Cu是化学反应电池,7-5可逆电池,例2:
Pt|H2(100kPa)|HCl(a)|AgCl(s)|Ag是单液电池电极反应:
阳(-)H22H+2e-阴(+)2AgCl+2e-2Ag+2Cl-电池反应:
H2+2AgCl2Ag+2H+2Cl-或H2+2AgCl2Ag+2HCl是化学反应电池,7-5可逆电池,例3:
Pt|H2(200kPa)|H+(a)|H2(100kPa)|Pt是单液电池电极反应:
阳(-)H2(200kPa)2H+2e-阴(+)2H+2e-H2(100kPa)电池反应:
H2(200kPa)H2(100kPa)是浓差电池,7-5可逆电池,例4:
Pt|H2(p)|H+(a1)H+(a2)|H2(P)|Pt是双液电池电极反应:
阳(-)H2(100kPa)2H+(a1)+2e-阴(+)2H+(a2)+2e-H2(100kPa)电池反应:
2H+(a2)2H+(a1)是浓差电池,7-5可逆电池,例5:
Ag|AgCl(s)|Cl-(a1)Ag+(a2)|Ag是双液电池、沉淀电池电极反应:
阳(-)Ag+Cl-AgCl+e-阴(+)Ag+e-Ag电池反应:
Ag+Cl-AgCl是中和与沉淀电池,7-5可逆电池,例6:
Pt|H2(100kPa)|H+(a1)0H-(a2)|H2(100kPa)|Pt是双液电池电极反应:
阳(-)H2(100kPa)2H+(a1)+2e-阴(+)2H2O+2e-H2(100kPa)+2OH-(a2)电池反应:
2H2O2H+(a1)+2OH-(a2)是中和与沉淀电池,7-5可逆电池,原电池与电解池的区别在于充电与放电若E外E充电为电解池手机电池在给手机供电时叫原电池,在电源上充电时就是电解池,7-5可逆电池,1.原电池的电动势:
在电流无限小时电池两极的电势差。
电池电动势与热力学数据之间有密切关系,为热力学要求电动势必须严格用可逆电池电动势。
2.可逆电池需要满足的条件:
充电与放电反应互为逆反应,电极可逆;
电流无限小,即在无