元素发现史4.pptVIP

元素发现史 * * 2010-09-30 第四章 电化学与元素发现 用电化学方法发现的元素： 钾、钠（碱金属）、钙、镁（碱土金属） 氟（卤素）、硼、硅、铝 电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。 第一节 伏特电池的发明 1、人类对电的认识 ? 远古时代，雷鸣电闪，离奇神秘。 ? 静电现象的发现： 公元前585年，古希腊哲学家塞利斯，已经发现了摩擦过的琥珀能吸引碎草等轻小物体； 我国东汉时期的王充在《论衡》一书中提到“顿牟掇芥”；西汉末年，有关于“元始中（公元三年）……矛端生火”，即金属制的矛的尖端放电的记载。 ? 十七～十八世纪，能够区分导体和非导体，把电分为阳电和阴电； 1663年，德国人盖利克（Otto von Guericke），采用干燥的手掌和硫黄球相互摩擦的方法制造产生大量电荷的机械：第一台摩擦起电机。 1731年，英国牧师格雷发现可以用金属丝把房间里摩擦产生的电引出来绕花园一周，在末端仍具有对轻小物体的吸引作用，认为电是一种流体。 1745年，德国牧师克莱斯托，试用一根钉子把电引到瓶子里去，当他一手握瓶，一手摸钉子时，受到了明显的电击。 绝缘体 导体 莱顿瓶（Leyden) 1746年，荷兰莱顿大学的教授慕欣布罗克发明了“莱顿瓶”--电学史上第一个保存电荷的容器、最初的电容器诞生了。即：把带电的物体放在玻璃瓶子里，电不会跑掉，这样可把电储存起来。 1752年，富兰克林费城风筝实验 天空乌云密布，在风筝的牵引线上挂了把钥匙，摩擦指关节后与钥匙接触，结果火花出现了，这证明闪电实际上是大量的静电放电现象。 避雷针发明 ? 18世纪下半叶人为利用电火花激发化学反应 1774年，普利斯特里利用电火花将氨分解为氢气和氮气； 1779年，普利斯特里发现空气通过电火花时生成具有酸性的气体，1785年，卡文迪许证明是硝酸气（NO2）。 莱顿瓶放电不能提供稳定的电流. 如果在两根电极之间加很高的电压，并把它们慢慢地靠近，当两根电极靠近到一定的距离时，在它们之间就会出现电火花。 2、电气时代的开始：伏特电池的诞生 1800年，历史上第一个电池—提供稳定连续电流的装置诞生了，是采用化学方法产生电流的电源，称作“伏特电池”或“伏打电池”。 伽伐尼（Luigi Galvani, 1737～1798） 伏特（Alessandro Volta，1745~1827) 来自青蛙腿的偶然发现 1786年，伽伐尼在潮湿的铁案板上解剖青蛙，解剖刀碰到蛙脊的神经时，蛙腿抽动，认为动物含有一种“动物电”，这种电分布在动物的各个器官之间，金属与青蛀腿的接触，将电流释放出来并引起肌肉收缩。 1791年伽伐尼发表了《关于电对肌肉运动影响的解释》的论文。 １７９２－１７９６年，伏特重复伽伐尼的实验，发现只要在两种不同金属中间隔以湿的硬纸、皮革或其它海绵状的东西，不管有没蛙腿，都有电流产生，从而否定了动物电的观点。 著名的伏打序列：锌－铅－锡－铁－铜-银－金。 (其中两种金属相接触时，位于序列前面的都带正电、后面的带负电.) 金属对产生的电流微弱，但非常稳定。 １８００年，伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆产生了电流，这个装置称为“伏打电堆”。同年3月，写信给英国皇家学会， 以《论不同导电物质接触产生的电》为题，报告了电堆实验。 将金属锌做成的环放在铜金属做成的环上面,再将一个用硬纸片或皮革做成的环用盐水浸透压在两个金属环上。接着第三个环上压上铜环,铜环上再压上锌环,然后再压上浸过盐水的皮革,如此依次往上压,顺序总是先铜后锌,最后是湿的皮革,从而制成一个伏打电堆。 + - 伏打电堆能产生连续的电流,它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大,由此开始了一场真正的科学革命. 干电池--用氯化铵的糊状物代替了盐水，用石墨棒代替了铜板作为电池的正极，而外壳仍然用锌皮作为电池的负极。 负极反应： Zn（s） Zn 2+ + 2e 正极反应： Cu 2+ + 2e Cu（s） 改良后的伏打电池 “王杯”，比一大叠金属片对产生的电流强很多，“铜锌电池”的第一具实用电池. 3、电解实验初探 1790年，派兹、突斯威克和戴曼三位科学家曾利用黄金导线和电极，借莱顿瓶反复、强力放电，能够分解微量的水，有微小的气泡(5.5ml)附着在金线的电极上. 1800年，英国化学家尼科尔森(W. Nicholson)和卡里斯尔(A. Carlisle)利用伏打电池进行第一个实验----电流分解水. 伏打电池 铂丝 竖式电堆由36枚英国银币、锌片和硬纸片组成 水 水 改用排水集气法 电解13h，获得