应用电化学期末复习资料.doc

什么是应用电化学？举例说明电化学主要应用领域有哪些？ 电化学是研究化学能和电能之间相互转化以及相关的定律和规则的科学。 而应用电化学是将有关的电化学原理应用于与实际生产过程相关的领域，其任务是多种多样的，其中重要的有：金属的表面精饰，电化学腐蚀和防腐，电化学传感器的开发以及无机、有机化合物的电解合成等。 ξ电位：在扩散层中存在的一个开始发生流动的界面的电位。 要影响电泳速度，具体如下： 电泳：外加电场下，胶体溶液中固相胶体粒子的移动现象。此时， ξ（Zeta）电位也称为电动电势。电泳速度v为：v = ξε E / K π η ε：介电常数，E：电场强度，K：与粒子有关的常数，η：粘度。 3、 简要说明电化学体系三要素。 电化学体系必须有阳极、阴极和电解质。 发生氧化作用的极称为阳极发生还原反应的极 按反应类型来说，电极反应属于氧化还原反应，但与一般的有许多不同。 电极的作用表现在两个方面: 一是电子通路，可以使氧化反应和还原反应分别在不同地点进行； 二是电极表面是反应地点，起着相当于异相催化反应中催化剂的作用。所以，可以将电极反应看作是特殊的异相氧化还原反应。 4、什么是法拉第定律？法拉第定律有限制条件吗？ 法拉第定律 通电于电解质溶液中， （1）在电极上起作用物质的数量与通入的电量成正比； （2）将几个电解池串联，通入电流后在各个溶液的两极上起作用物质的当量数相同。 法拉第定律可描述为：Q = n F (Q 电量，n 电极上1 摩尔物质电解时所需电子的摩尔数（当量数），F 法拉第常数（96500库仑）。 法拉第定律没有限制条件，在任何压力、温度下都适用。 5、电势分析法的应用与计算示例。 6、简要说明pH值、离子活度（或浓度）的测定原理和方法。 7、简要介绍库仑分析法的原理与分析过程。 8、死停终点法 在电解池中插入两个Pt电极作指示电极，并在这两个电极上加一个（50 ~ 200 mV ）的小恒电压，在线路中串联一个灵敏的检流计G，滴定到达终点时，由于溶液中形成一对可逆电对或一对可逆电对消失，使铂电极的电流发生变化或停止变化，指示终点到达，这种指示终点的办法称为死停终点法 例：测定AsO33- 含量时，可以在0.1mol·L-1 H2SO4介质，0.2 mol·L-1 KBr辅助电解质中，电解产生的Br2滴定剂滴定AsO33- ，两个工作电极都是Pt电极 电极反应为： 阴极 2H+ + 2e- = H2 阳极 2Br - = Br2 + 2e – 电生的Br2 立即与溶液中的 AsO33- 反应 AsO33- + Br2 + H2O = AsO43- + 2Br -+ 2H+ 计量点前，溶液中只有Br - 而不存在Br2 ，只有可逆电对的一种状态，指示线路中无电流通过，检流计的光点停在零点（溶液中 AsO43- /AsO33- 为不可逆电对，有过电位） 当AsO33- 反应完毕，溶液中有剩余Br2则产生Br2 /Br -可逆电对，所加小电压可使Br –和Br2在指示电极上发生电极反应 指示阴极 Br2 + 2e – → 2Br - 指示阳极 2Br - → Br2 + 2e – 检流计上有电流通过，检流计光点突然有较大的偏转，而指示终点到达 死停终点法常用于氧化还原滴定体系，特别是以电生卤素为滴定剂的库仑滴定中应用最广 9、影响电流效率的因素是什么？如何消除？ （1）溶剂的电极反应；（2）溶液中杂质的电解反应； （3）水中溶解氧；（4）电解产物的再反应；（5）充电电容。 （1）溶剂的电极反应 常用的溶剂是H2O，其电极反应主要是H+的还原（阴极反应）和H2O的电解 2 H2O→4 H+ + O2 + 4e- 阳极反应 可控制工作电极电位和溶液pH值，防止H2或O2在电极上析出 （2）电活性物质在电极上的反应 溶剂或试剂中微量易氧化或还原杂质在电极上反应影响电流效率 可用纯溶剂作空白加以校正消除，或进行预电解除去杂质 （3）溶解氧的电极反应 只要是溶解的O2，它易在阴极上还原为H2O或H2O2， 可通过惰性气体（N2）数分钟除去，或在惰性气氛中电解 （4）电极自身参与反应电极本身在电解液中溶解。防止方法：采用惰性电极或其它材料作电极 （5）电解产物的再反应 常见的是两个电极上的电解产物相互反应或一个电极上的反应产物又在另一个电极上反应 防止方法: 选择合适的电解液或电极，或采用隔膜将阴阳极隔开，或将辅助电极置于另一容器内用盐桥相连接（6）