什么是電化學

什么是電化學第一頁，共三十七頁，2022年，8月28日第二頁，共三十七頁，2022年，8月28日第三頁，共三十七頁，2022年，8月28日三、電化學現(xiàn)象普遍存在(a)iii為帶電荷粒子

相間自發(fā)轉(zhuǎn)移(b)相界面存在過剩電荷

界面電位差(c)自然界普遍存在水

電解質(zhì)溶液第四頁，共三十七頁，2022年，8月28日電化學勢ElectrochemicalPotentialGi=i-i+Zie0(-)平衡時：i+Zie0=i+Zie0

兩相間建立平衡電勢恒溫恒壓下荷電粒子i從相轉(zhuǎn)移到相第五頁，共三十七頁，2022年，8月28日電極（Electrode)電極材料/電解質(zhì)Zn|Zn2+,SO42-Pt|H2,H+Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液第六頁，共三十七頁，2022年，8月28日第七頁，共三十七頁，2022年，8月28日電極（Electrode)電極材料/電解質(zhì)Zn|Zn2+,SO42-,Pt|H2,H+Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液傳遞電荷氧化或還原反應(yīng)的地點“半電池”第八頁，共三十七頁，2022年，8月28日電極（電化學）反應(yīng)Electrode(Electrochemical）Reaction特殊的異相氧化還原反應(yīng)氧化和還原反應(yīng)分別在不同的地點進行第九頁，共三十七頁，2022年，8月28日第十頁，共三十七頁，2022年，8月28日電極（電化學）反應(yīng)Electrode(Electrochemical）Reaction特殊的異相氧化還原反應(yīng)氧化和還原反應(yīng)分別在不同的地點進行電場的強度和方向可改變反應(yīng)的活化能和速度第十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日電化學裝置(ElectrochemicalDevice)電池(Cell) 電(化學)池原電池(PrimaryCell)體系自發(fā)地將本身的化學能變?yōu)殡娔?G<0)電解池(ElectrolyticCell)利用電功推動體系進行化學反應(yīng)(包括G>0)第十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日鉛酸蓄電池(1860年--)IeePb2+PbSO4-2ePbPb2+PbSO4+2ePbO2H2O

H+SO4= SO4=H+硫酸

放電(對外作功)正極負極第十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日鉛酸蓄電池(1860年--)eePb2+PbSO4+2ePbPb2+PbSO4-2ePbO2H2O

H+SO4= SO4=H+硫酸充電(吸收電能)正極負極第十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日正極反應(yīng)PbO2+H2SO4+2H++2ePbSO4+2H2ORedOx負極反應(yīng)Pb+H2SO4PbSO4+2H++2eOxRed電池總反應(yīng)Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(對外反應(yīng))放電充電(吸收電能)第十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日電化學裝置(ElectrochemicalDevice)電化學裝置需要滿足：至少包括一對分區(qū)進行(成對存在)的電極反應(yīng)。在電解質(zhì)溶液中，不同電荷的離子作不同方向的定向遷移。在外線路中，電子由陽極往陰極的定向移動。第十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日Pb2+PbSO4-2eeePb2+PbSO4+2ePbPbO2H2O

H+SO4= SO4=H+硫酸正極負極第十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日電極的名稱和過程電極陽極Anode陰極Cathode反應(yīng)電解池原電池驅(qū)向離子氧化正極、電勢高負極、電勢低陰離子Anion還原負極、電勢低正極、電勢高陽離子Cation第十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日電化學研究重點物理化學固態(tài)電化學光電化學生物電化學結(jié)構(gòu)化學量子化學統(tǒng)計力學溶液電化學(電解質(zhì)溶液)平衡態(tài)電化學熱力學電極過程界(表)面電化學動力學第十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日電化學基礎(chǔ)研究平衡態(tài)電化學電極過程界(表)面電化學固態(tài)電化學光電化學生物電化學應(yīng)用電化學領(lǐng)域電池、電解電鍍、腐蝕電加工、電泳電分析、傳感器…...第二十頁，共三十七頁，2022年，8月28日電極的名稱和過程電極陽極Anode陰極Cathode反應(yīng)電解池原電池驅(qū)向離子氧化正極、電勢高負極、電勢低陰離子Anion還原負極、電勢低正極、電勢高陽離子Cation第二十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日11-2法拉弟定律Faradaylaw(1834年)Q-反應(yīng)電量n-摩爾數(shù)，Z-反應(yīng)電子計數(shù)量，F(xiàn)-法拉弟常數(shù)（1891年）第二十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日第二十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日法拉弟常數(shù)F(1891年)F=6.0231023電子/mol1.60210-19庫侖/電子=96487庫侖/mol96500c/mol

第二十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日法拉弟定律的幾個要點1.電和化學反應(yīng)相互作用的定量關(guān)系F是基本物理常數(shù)之一Q=nZF第二十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日法拉弟定律的幾個要點1.電和化學反應(yīng)相互作用的定量關(guān)系2.不受電極、外界條件的影響第二十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日陰極陽極（隋性）銀陰極銀陽極電解精煉Cl2AgFe2+Na+H+Cl-OH-Ag+H+NO3-Ag+Fe+H+Br+OH-Ag+Br2H2e-e-ii陰極陰極隋性惰性(1)NaCl (2)AgNO3 (3)FeBr3第二十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日(1)陰極上:H++e-1/2H2 氣體產(chǎn)物陽極上:Cl-1/2Cl2+e-(2)陰極上:Ag++e-Ag 固體產(chǎn)物陽極上:AgAg++e-(3)陰極上:Fe3++e-Fe2+ 溶液產(chǎn)物陽極上:Br-1/2Br2+e-第二十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日法拉弟定律的幾個要點1.電和化學反應(yīng)相互作用的定量關(guān)系2.不受電極、外界條件的影響3.適用于多個電化學裝置的多個反應(yīng)（串聯(lián)）第二十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日陰極陽極銀陰極銀陽極Na+H+Cl-OH-e-iH2Cl2Ag+H+NO3-Ag+Age-iAg+第三十頁，共三十七頁，2022年，8月28日法拉弟定律的幾個要點1.電和化學反應(yīng)相互作用的定量關(guān)系2.不受電極、外界條件的影響3.適用于多個電化學裝置的多個反應(yīng)（串聯(lián)）4.適用于單個電化學裝置的多個反應(yīng)（并聯(lián)）第三十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日H+OH-e-iH2H+NO3-Ag+Age-iAg+OH-NO3-Ag+O2銀陰極銀陽極Ag++e=AgH++e=1/2H2第三十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日電流效率（一定物質(zhì)量）（一定電量）第三十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日電化學研究重點物理化學固態(tài)電化學光電化學生物電化學結(jié)構(gòu)化學量子化學統(tǒng)計力學溶液電化學(電解質(zhì)溶液)平衡態(tài)電化學熱力學電極過程界(表)面電化學動力學第三十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日如何比較、測量和認識不同電解質(zhì)溶液的導電能力11-3.電導、電導率、摩爾電導率、極限摩爾電導率第三十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日XYZXYZXYZXYZX+Y+ZXYZ區(qū)帶電泳分離過程逆流聚焦電泳分離過程（1）（