第十一章 电 化 学,11-1 引言,如何学好电化学,电 化 学,研究电能与化学能 的相互转化及其相关规律,1780 生物电1799 伏特电堆1834 法拉弟定律1887 物理化学杂志,电化学的特征,一. 历史悠久,二. 应用广泛,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,电化学势 Electrochemical Potential,Gi = i- i + Zie0( - ),平衡时： i + Zie0 = i + Zie0 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,电极（Electrode),电极材料/电解质 Zn|Zn2+,SO42-, Pt|H2,H+ Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液,传递电荷 氧化或还原反应的地点 “半电池”,电极（电化学）反应 Electrode (Electrochemical）Reaction,特殊的异相氧化还原反应 氧化和还原反应分别在不同的地点进行,电场的强度和方向可改变反应的 活化能和速度,电化学装置(Electrochemical Device),电池(Cell) 电(化学)池,原电池 (Primary Cell) 体系自发地将本身的化学能变为电能(G0),铅酸蓄电池 (1860年-),I,e,e,Pb2+ PbSO4,-2e Pb,Pb2+ PbSO4,+2e PbO2,H2O,H+ SO4= SO4=H+,硫酸,电化学装置(Electrochemical Device),电化学装置需要满足： 至少包括一对分区进行(成对存在)的电极反应。在电解质溶液中，不同电荷的离子作不同方向的定向迁移。在外线路中，电子由阳极往阴极的定向移动。,电极的名称和过程,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,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）,法拉弟常数 F (1891年),F = 6.0231023 电子/mol1.60210-19 库仑/电子= 96486.7 库仑/mol 96500 c /mol,法拉弟定律的几个要点,1. 电和化学反应相互作用的定量关系 2. 不受电极、外界条件的影响 3. 适用于多个电化学装置的多个反应（串联） 4. 适用于多个电化学装置的多个反应（并联）,电流效率,（一定物质量）,（一定电量）,电化学研究重点,物理化学,