工程化学(交大版).ppt

反应商Q和平衡常数K的表达式完全一样，但Q表示任意状态，K表示平衡状态。 对于化学反应，有一个普遍公式： △rGm（T）＝ △rGm? （T）+ RTlnQ = －RTlnK? + RTlnQ=RTlnQ/K? 同离子效应：在溶液中加入与难溶电解质含有相同离子的强电解质，使难溶电解质溶解度降低的效应。 2. 分步沉淀和共同沉淀 ①分步沉淀：当溶液中同时含有几种离子时，若加入某种试剂（沉淀剂），而使这几种离子按先后顺序沉淀出来（由Ksp?值的大小决定），这就是分步沉淀。 如：AgNO3加到含有Cl-、Br-、I-的溶液中 ②共同沉淀：当溶液中同时含有几种离子时，若加入某种试剂（沉淀剂），而使这几种离子同时沉淀出来（由Ksp?值的大小相近,如BaCrO4和BaSO4），这就是共同沉淀。 ③溶液中某种离子沉淀完全的条件：10-5mol/dm3 3. 沉淀的转化 （1）对于相同类型的难溶电解质， Ksp?大的容易转化为Ksp?小的。 例如，AgCl易转化为AgI CaSO4易转化为CaCO3 （2） Ksp?小的沉淀转化为Ksp?大的沉淀较困难，只有在特定的条件下才可能实现。 例如， AgI转化为AgCl，则需c(Cl-) ≥2.08×106c(I-),一般是不可能的。 4. 沉淀的溶解 要使沉淀溶解，就要使Q Ksp? ，即要减少平衡离子的浓度，其方法有： （1）生成弱电解质 如，H2O、CO2、H2S等。 （2）生成配位化合物 如， AgCl可溶解在NH3.H2O中、AgBr可溶解在Na2S2O3中、AgI可溶解在NaCN中生成配合物 （3）发生氧化还原反应 如，氧化性酸可以溶解难溶硫化物（例：稀硝酸和硫化铜） 5. 配位解离平衡与沉淀溶解平衡的竞争 这种竞争主要由难溶电解质的溶度积Ksp?及配离子的稳定常数Kf?的相对大小决定。 练习题（P101-103） 1. 2. 3. 4. √5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. √12. 13. 14. 15. √16. 17. 18. 第五章 电化学与金属腐蚀 内容提要： 本章在介绍原电池组成、电极反应和电极电势等基本概念的基础上，着重讨论浓度对电极电势的影响以及电极电势的应用。介绍电解产物的判断和电解的应用、电化学腐蚀及其防护的原理。 学习要求： 1.了解电极电势的概念及其产生的原因，能正确书写电极反应、电池反应和原电池符号； 2.能应用能斯特方程式进行有关的计算； 3.能够应用电极电势分析氧化还原反应中的一些问题； 4.能够正确判断电解产物； 5.了解电解在工程实际中的某些应用和金属腐蚀及防护的原理。 5.1 原电池及其电动势 电化学中研究的氧化还原反应，涉及到电子的转移，通常可分为两类： ① 一类是系统的Gibbs函数变减小（△rGm0），反应为自发进行。如：原电池反应(化学能转变为电能） ② 另一类是系统的Gibbs函数变增大（△rGm0），反应为非自发进行。如：电解池反应(电能转变为化学能） 5.1.1 原电池 1. 原电池的组成 定义：原电池是指能借助氧化还原反应将化学能直接转化为电能的装置。 构成原电池的条件： 要利用氧化还原反应构成原电池使化学能转化为电能，必须满足以下3个条件才能使电荷定向移动并有秩序的交换： ① 必须是一个可以自发进行的氧化还原反应（△rGm0 ）； ② 氧化反应与还原反应要分别在两个电极上自发进行； ③ 组装成的内外电路要构成通路。 铜锌原电池（丹尼尔电池）的装置图： A 1mol/dm3ZnSO4溶液 1mol/dm3CuSO4溶液 Zn：负极 Cu：正极 e － 2. 电极反应、电池反应和电池符号 对于铜锌原电池（丹尼尔电池）： ① 半反应： 负极（氧化反应）：Zn = Zn2+ + 2e－ 正极（还原反应）：Cu2+ + 2e－ = Cu ②电池反应： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu ③ 电池符号： （－）Zn︱Zn2+(1mol/dm3)┇┇Cu2+(1mol/dm3)︱Cu（+） ④ 氧化还原电对： 氧化态 / 还原态 例如：Zn2+/Zn ； Cu2+/Cu ； Fe3+ / Fe2+ ； H+/H2 ； O2/OH－；Cl2/Cl－；等等 电极：是指电子导体与电解质溶液组成的整个系统。 ① 第一类电极：由金属浸在含有该金属离子的溶液中所构成，还包括氢、氧、卤素等气体电极。如： Zn ︱ Zn2+； Cu ︱ Cu2+； Pt, H2 ︱ H+； Pt, O2 ︱ OH－；等 ② 第二类电极：包括