电化学法拉第定律省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

电化学电化学第1页研究对象研究对象电能化学能电解电解电池电池 电化学主要是研究电能和化学能之间相互转化及转化过程中相关规律科学。第2页电子导体电子导体离子导体离子导体导体分类导体分类7.1电解质溶液导电机理及法拉第定律电解质溶液导电机理及法拉第定律1.1.电解质溶液导电机理电解质溶液导电机理第3页电子导体电子导体如金属、石墨等。A.自由电子作定向移动而导电B.导电过程中导体本身不发生改变C.温度升高，电阻也升高D.导电总量全部由电子负担.第4页离子导体离子导体如电解质溶液、熔融电解质等。A.正、负离子作反向移动而导电B.导电过程中有化学反应发生C.温度升高，电阻下降D.导电总量分别由正、负离子分担第5页在电极上发生有电子得失化学反应称为在电极上发生有电子得失化学反应称为电极反电极反应应.两个电极反应总结果表示为两个电极反应总结果表示为电池反应电池反应.阳极阳极:发生氧化反应电极发生氧化反应电极;阴极阴极:发生还原反应电极发生还原反应电极.正极正极:电势高电极电势高电极;负极负极:电势低电极电势低电极.第6页利用电能以发生化学反应装置称为利用电能以发生化学反应装置称为电解池电解池.电解池示意图电解池示意图阳阳(+)阴阴()+I外电源外电源 e第7页利用两极电极反应以产生电利用两极电极反应以产生电能装置称为能装置称为原电池原电池原电池原电池 阴极阴极为为正极正极,阳极阳极为为负极负极.这种关系与这种关系与电解池电解池中情况相中情况相反反.原电池示意图原电池示意图阳阳()阴阴(+)I e 负载负载在原电池转变为电解池在原电池转变为电解池(如如充电充电)时时,电池正负极不变电池正负极不变,但但阴阳极对换阴阳极对换.第8页阴极、阳极发生还原作用极称为阴极。阴极：发生氧化作用极称为阳极。阳极：在原电池中，阴极是正极；在电解池中，阴极是负极。在原电池中，阳极是负极；在电解池中，阳极是正极。第9页电解质溶液阳离子迁向阴极，在阴极上发生还原作用-+电源电解池+阳阳极极-阴阴极极阴离子迁向阳极，在阳极上发生氧化作用在电解池中第10页阳极上发生氧化作用阴极上发生还原作用在电解池中-+电源电解池+阳阳极极-阴阴极极第11页阳离子迁向阴极阴离子迁向阳极在原电池中负载电阻正极负极ZnZnSO4溶液阳阳极极CuCuSO4溶液阴阴极极Danill电池在阴极上发生还原是在阳极上发生氧化是在电极上发生反应先后由其性质决定第12页阳极上发生氧化作用阴极上发生还原作用在电解池中，用惰性电极-+电源电解池+Pt-Pt电极上反应次序由离子活泼性决定第13页阳极上发生氧化作用阴极上发生还原作用在电解池中，都用铜作电极-+电源电解池+Cu-Cu电极有时也可发生反应第14页电解质溶液电解质溶液负载电阻负载电阻正正极极负负极极ZnZnSO4溶液溶液阳阳极极CuCuSO4溶液溶液阴阴极极（a a)丹尼尔电池丹尼尔电池离子迁移方向：阴离子迁向阳极阳离子迁向阴极-+电源电源（b）电解池）电解池+阳阳极极-阴阴极极第15页2.法拉第定律法拉第定律 是电化学上最早定量基本定律，揭示了通入电量与析出物质之间定量关系。该定律在任何温度、任何压力下均能够使用。该定律使用没有限制条件。第16页法拉第定律文字表述 在电极界面上发生化学改变物质质量与通入电量成正比。通电于若干个电解池串联线路中，当所取基本粒子荷电数相同时，在各个电极上发生反应物质，其物质量相同，析出物质质量与其摩尔质量成正比。第17页对于下面电极反应表示式对于下面电极反应表示式 氧化态氧化态+z e 还原态还原态 还原态还原态 氧化态氧化态+z e 法拉第定律表示为法拉第定律表示为法拉第定律数学表示式第18页z电极反应电荷数电极反应电荷数F 法拉第常数法拉第常数法拉第定律法拉第定律第19页F=Le 法拉第常数在数值上等于1 mol元电荷电量。已知元电荷电量为1.6021773310-19 C=6.02213671023 mol-11.602210-19 C =96485.309 Cmol-196500 Cmol-1第20页对各种电解质溶液,每经过96485.309C电量,在任一电极上发生得失1mol电子反应,同时相对应电极反应物质量亦为1mol（所选取为一价）.第21页对于电极反应：对于电极反应：Ag+e-=Agz=1,Q=96500C 时：时：即每有即每有1mol Ag+被还原或被还原或1molAg沉积下来，经过沉积下来，经过电量一定为电量一定为96500C 第22页对于电极反应：对于电极反应：Cu =Cu 2+2e-z=2,Q=96500C 时：时：即即：1mol电子能还原电子能还原1mol一价离子，但只能还一价离子，但只能还原原0.5mol二价离子。二价离子。第23页