三电化学现象普遍存在市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第1页,第1页,第2页,第2页,第3页,第3页,三、电化学现象普遍存在,(a),i,i,i为带电荷粒子,相间自发转移,(b)相界面存在过剩电荷,界面电位差,(c)自然界普遍存在水,电解质溶液,第4页,第4页,电化学势,Electrochemical Potential,G,i,=,i,-,i,+Z,i,e,0,(,-,),平衡时：,i,+Z,i,e,0,=,i,+Z,i,e,0,两相间建立平衡电势,恒温恒压下荷电粒子i从,相转移到相,第5页,第5页,电极（Electrode),电极材料/电解质,Zn|Zn,2+,SO,4,2-,Pt|H,2,H,+,Fe|Fe,3,O,4,|Fe,2,O,3,|水溶液,第6页,第6页,第7页,第7页,电极（Electrode),电极材料/电解质,Zn|Zn,2+,SO,4,2-,Pt|H,2,H,+,Fe|Fe,3,O,4,|Fe,2,O,3,|水溶液,传递电荷,氧化或还原反应地点,“半电池”,第8页,第8页,电极（电化学）反应,Electrode(Electrochemical）Reaction,特殊异相氧化还原反应,氧化和还原反应分别在不同地点进行,第9页,第9页,第10页,第10页,电极（电化学）反应,Electrode(Electrochemical）Reaction,特殊异相氧化还原反应,氧化和还原反应分别在不同地点进行,电场强度和方向可改变反应,活化能和速度,第11页,第11页,电化学装置,(Electrochemical Device),电池(Cell)电(化学)池,原电池(Primary Cell),体系自发地将本身化学能变为电能(,G0,),第12页,第12页,铅酸蓄电池(1860年-),I,e,e,Pb,2+,PbSO,4,-2e,Pb,Pb,2+,PbSO,4,+2e,PbO,2,H,2,O,H,+,SO,4,=,SO,4,=,H,+,硫酸,放 电,(对外作功),正极,负极,第13页,第13页,铅酸蓄电池(1860年-),e,e,Pb,2+,PbSO,4,+2e,Pb,Pb,2+,PbSO,4,-2e,PbO,2,H,2,O,H,+,SO,4,=,SO,4,=,H,+,硫酸,充,电,(吸取电能),正极,负极,第14页,第14页,正极反应,PbO,2,+H,2,SO,4,+2H,+,+2e PbSO,4,+2H,2,O,Red,Ox,负极反应,Pb+H,2,SO,4,PbSO,4,+2H,+,+2e,Ox,Red,电池总反应,Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,2PbSO,4,+2H,2,O,(对外反应),放电,充电,(吸取电能,),第15页,第15页,电化学装置(Electrochemical Device),电化学装置需要满足：,最少包含一对分区进行(成对存在)电极反应。在电解质溶液中，不同电荷离子作不同方向定向迁移。在外线路中，电子由阳极往阴极定向移动。,第16页,第16页,Pb,2+,PbSO,4,-2e,e,e,Pb,2+,PbSO,4,+2e,Pb,PbO,2,H,2,O,H,+,SO,4,=,SO,4,=,H,+,硫酸,正极,负极,第17页,第17页,电极名称和过程,电 极,阳极 Anode,阴极 Cathode,反 应,电解池,原电池,驱向离子,氧 化,正极、电势高,负极、电势低,阴离子 Anion,还 原,负极、电势低,正极、电势高,阳离子 Cation,第18页,第18页,电化学研究重点,物理化学,固态电化学,光电化学,生物电化学,结构化学,量子化学,统计力学,溶液电化学,(电解质溶液),平衡态电化学,热力学,电极过程,界(表)面电化学,动力学,第19页,第19页,电化学基础研究,平衡态电化学,电极过程,界(表)面电化学,固态电化学,光电化学,生物电化学,应用电化学领域,电池、电解,电镀、腐蚀,电加工、电泳,电分析、传感器,.,第20页,第20页,电极名称和过程,电 极,阳极 Anode,阴极 Cathode,反 应,电解池,原电池,驱向离子,氧 化,正极、电势高,负极、电势低,阴离子 Anion,还 原,负极、电势低,正极、电势高,阳离子 Cation,第21页,第21页,11-2 法拉弟定律,Faraday law (1834年),Q-反应电量n-摩尔数，Z-反应电子计数量，,F-法拉弟常数（1891年）,第22页,第22页,第23页,第23页,法拉弟常数 F (1891年),F=6.023,10,23,电子/mol,1.60210,-19,库仑/电子,=,96487 库仑/mol,96500 c/mol,第24页,第24页,法拉弟定律几种要点,1.电和化学反应互相作用定量关系,F是基本物理常数之一,Q=nZF,第25页,第25页,法拉弟定律几种要点,1.电和化学反应互相作用定量关系,2.不受电极、外界条件影响,第26页,第26页,阴极,阳极,（隋性）,银阴极,银阳极,电解精炼,Cl,2,Ag,Fe,2+,Na,+,H,+,Cl,-,OH,-,Ag,+,H,+,NO,3,-,Ag,+,Fe,+,H,+,Br,+,OH,-,Ag,+,Br,2,H,2,e,-,e,-,i,i,阴极,阴极,隋性,惰性,(1)NaCl (2)AgNO,3,(3)FeBr,3,第27页,第27页,(1)阴极上:H,+,+e,-,1/2H,2,气体产物,阳极上:Cl,-,1/2Cl,2,+e,-,(2)阴极上:Ag,+,+e,-,Ag固体产物,阳极上:AgAg,+,+e,-,(3)阴极上:Fe,3+,+e,-,Fe,2+,溶液产物,阳极上:Br,-,1/2Br,2,+e,-,第28页,第28页,法拉弟定律几种要点,1.电和化学反应互相作用定量关系,2.不受电极、外界条件影响,3.适合用于多个电化学装置多个反应（串联）,第29页,第29页,阴极,阳极,银阴极,银阳极,Na,+,H,+,Cl,-,OH,-,e,-,i,H,2,Cl,2,Ag,+,H,+,NO,3,-,Ag,+,Ag,e,-,i,Ag,+,第30页,第30页,法拉弟定律几种要点,1.电和化学反应互相作用定量关系,2.不受电极、外界条件影响,3.适合用于多个电化学装置多个反应（串联）,4.适合用于单个电化学装置多个反应（并联）,第31页,第31页,H,+,OH,-,e,-,i,H,2,H,+,NO,3,-,Ag,+,Ag,e,-,i,Ag,+,OH,-,NO,3,-,Ag,+,O,2,银阴极,银阳极,Ag,+,+e =Ag,H,+,+e =1/2 H,2,第32页,第32页,电流效率,（一定物质量）,（一定电量）,第33页,第33页,电化学研究重点,物理化学,固态电化学,光电化学,生物电化学,结构化学,量子化学,统计力学,溶液电化学,(电解质溶液),平衡态电化学,热力学,电极过程,界(表)面电化学,动力学,第34页,第34页,怎样比较、测量和认识,不同电解质溶液,导电能力,11-3.电导、电导率、,摩尔电导率、,极限摩尔电导率,第35页,第35页,XYZ,X,Y,Z,X,Y,Z,X,Y,Z,X +Y +Z,X,Y,Z,区带电泳分离过程,逆流聚焦电泳分离过程,（1）,（2）,（3）,（1）,（2）,（3）,第36页,第36页,电子导体,离子导体,导电机制自由电子 阴、阳离子,带电粒子单一各种,带电荷量单一各种（价态）,互相作用不变变（浓度）,化学改变无有（电极反应）,温度影响 T升高、R升高 T升高、R减少,第37页,第37页,