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第八章 电解质溶液 教学目的与要求: 使学生了解和掌握理解离子在外电场下的迁移情况，明确电导、电导率、 摩尔电导率、迁移数、离子淌度与离子独立移动定律等概念及其关系式，了解 强电解质溶液的德拜—尤格尔互吸理论、翁萨格电导理论的基本观点与公式推 导，强电解质溶液的化学势的表示方法，了解离子活度、平均活度、和平均活 度系数的概念。 重点与难点: 离子在外电场下的迁移情况，电导、电导率、摩尔电导率等概念，迁移数、 离子淌度与离子独立移动定律等概念及其关系式， 强电解质溶液的德拜— 尤格尔互吸理论、翁萨格电导理论的基本观点与公式推导，强电解质溶液的化学 势的表示方法，了解离子活度、平均活度、和平均活度系数的概念。 电化学是研究电能与化学能相互转化以及相关规律的科学。 电化学在各行业中的应用：　　　 １．电解金属、冶炼―电解铜以及其他金属，电镀。 电解法合成化学物质。 ２．化学电源—化学电池。 ３．金属的腐蚀机理研究及腐蚀的防护。 ４．在基础理论研究中的应用。 电化学科学的内容：电解质溶液理论，可逆电化学过程，非平衡电化学过程。 §8.１ 电化学的基本概念和法拉第定律 基本概念 导体的分类：第一类导体（电子导电体），　金属，石墨，导电能力随温度的升高而降低。 　　　　　 第二类导体（离子导体），　电解质溶液，导电能力随温度的升高而增加。 电化学装置：电解池，将电能转化为化学能的装置。 　　　　 原电池：将化学能转化为电能的装置。 电极的分类：正极和负极――以电势高低来划分。 　　　　　 阴极和阳极――以电极反应来划分。 电化学装置的结构和特点： 电解池：　（１）溶液的电解 电极反应：　 阳极（氧化） 阴极（还原） 总反应： 离子的迁移方向：正离子向负极移动，负离子向正极移动（离子受电场力 的作用）。 电池：　电池 电池反应： 正极（阴极） 　　负极（阳极） 总反应 离子的迁移方向：正离子向正极移动，负离子向负极移动（离子受化学 力的作用）。 关于电极名称的规定： （1）按电势高低划分：电极电势高者的为正级，电极电势低者为负极。 （2）按电极反应的类型划分：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极。 Faraday电解定律 Faraday归纳了多次的实验结果，于1833年总结出了一条定律，称为Faraday电解定律：（1）通电与电解质溶液，在电极上发生的反应的物质的量与通过的电量成正比；（2）若将几个电解池串联，通入一定的电量后，在各个电极上发生反应的物质的量都相等。 通电量与反应所涉及的电子的电量相同 　　　　 (本书采用相当于原电荷所荷电量的电解质作为基本单位, 如等。 电流效率：由于电极上常发生副反应或次级反应，所以要电解一定数量的物质所通过的电量要比理论计算所需要的电量多一些，两者之比为电流效率。 或可表示为 例题 §8.２ 离子的电迁移率和迁移数 离子的电迁移现象 离子的电迁移现象：在电场的作用下，离子移动，并在电极上发生氧化还原反应，从而引起电极附近溶液浓度改变的现象，称为离子的电迁移现象。 以惰性电极来说明离子的电迁移现象： 正负离子的迁移速率相同，电解池通过４F的电量 通电后，阴阳两极的溶液的浓度的改变量相同。 正离子的迁移速率是负离子的迁移速率的3倍，电解池通过４F的电量 －通电后，阳极部溶液浓度的改变量是阴极部溶液浓度的改变量的3倍。 从以上的例子可以归纳出两条规律： 通过的电量＝阴极或阳极发生的反应引起的电荷迁移＝溶液内任一截面通过的正负离子所带的电量之和。 ２． 离子的迁移率和迁移数 离子的迁移率：离子在电场中的运动速率除了与离子的本性（包括离子半径，离子水化程度，所带电荷等）有关外，还与电势梯度有关。离子的迁移速率可以表示为：　　 式中分别为在单位电势梯度时离子的迁移率（或称离子淌度：在单位电势梯度时离子的移动速度）： 离子的迁移数：一种离子所传导的电量与总电量之比为该离子的迁移数（t） 之间的关系 设：有长为l，截面积为Ａ的电解质内有浓度为的电离度为α电解质，正负离子的移动速度为－，通过电解池的电流为Ｉ 由电离平衡　　　　 　 即溶液中正负离子的浓度为。 单位时间（秒）正离子传导的电量（流） 　 单位时间（秒）负离子传导的电量（流）　 单位时间传道的总电量（流） 应用电中性条件离子的迁移速率与迁移率的关系 很显然　 当正负离子不止一种时，有　 离子迁移数的测定 1．Hittorf法 2．界面移动法 §8.3 电解质溶液的电导 电导、电导率、摩尔电导 物体的导电能力常用电阻（R）表示，而对于电解质溶液，