电化学思维导图

这是一篇关于电化学绪论思维导图，包含电化学研究对象、电化学科学的应用、电解质等内容。

电化学绪论

• 电化学研究对象
  • 基本概念
    • 三种导电回路
      • 电子导电回路
      • 原电池
      • 电解池
    • 两类导体
      • 凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴） 的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。
      • 凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。
  • 电化学体系定义
    • 电化学体系
      • 两类导体串联组成的，在电荷转移过程中不可避免地伴随有物质变化的体系。
    • 电化学反应
      • 在电化学体系中发生的氧化还原反应。
    • 电极反应
      • 电极/溶液界面（两类导体界面）发生的电化学反应。
  • 电化学研究内容
    • 第一类导体
    • 第二类导体
    • 界面结构与性质
    • 界面反应（电化学反应）动力学
• 电化学科学的应用
  • 腐蚀与防护
  • 电化学工业
  • 化学电源
• 电解质
  • 概念及分类
    • 影响溶液导电能力的主要因素。
    • 分类
      • 弱电解质与强电解质—根据电离程度
      • 缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态
      • 可能电解质与真实电解质—根据键合类型
  • 离子与水分子的相互作用
    • 电离作用： 中性原子或分子形成能自由移动的离子的过程。
    • 水化作用： 物质与水发生化合叫水化作用，又称水合作用。 离子与水分子相互作用导致水分子定向排列，这样的结果破坏 了水层的四面体结构，离子不能裸露存在。
      • 影响
        • 溶剂对溶质的影响： 离子水化减少溶液中自由分子的数量，同时增加离子的体积；
        • 溶质对溶剂的影响： 带电离子的水化破坏附近水层的四面体结构，改变邻近水分子层的介电常数。
      • 水化热
        • 概念：一定温度下， 1mol自由气态离子由真空进入大量水中形成无限稀 溶液时的热效应称为离子的水化热。
        • 特点：加合性。已知某离子水化热与相应电解质水化热时可求另外离子 的水化热。 不能直接测量某个单个离子的水化热。
      • 水化膜
        • 动态平衡观点理解水化膜
        • 离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。
        • 水化膜可分为原水化膜（化学水化、近程作用）与二级水化膜（物理水化、远程作用）。
      • 水化数
        • 水化膜中包含的水分子数。
        • 主要指原水化膜（原水化数），但由于原水化膜与二级 膜之间无严格界限，所以是近似值；
        • 定性概念，不能计算与测量。
  • 离子间相互作用的物理模型（离子氛模型）
    • 基本假设
      • 在稀溶液中，强电解质是完全电离的；
      • 离子间的相互作用主要是静电引力；
      • 离子所形成的静电场是球形对称的（离子氛），每个离子可看成是点电荷；
      • 离子的静电能远小于离子的热运动能；
      • 溶液的介电常数约等于纯溶剂的介电常数。
    • 研究方法-典型单元到整体
      • 热运动：均匀分布
      • 静电作用：同性排斥，异性相吸
    • 离子氛模型
      • 中心离子与离子氛的相互作用可以等效为中心离子与一带电薄球壳之间的静电作用。
      • 影响“相互作用”的因素： T、 Ci 、 Zi等。
      • 整体电中性
    • 离子缔合
      • 离子缔合体 ： 不同符号的离子静电联合成为一整体在溶液中运动。联结在一起的离子群体 。
      • 特点：电中性，只有偶极距
      • 缔合度： 表示缔合程度的物理量 θ= 缔合的离子数/离子总数
  • 活度系数概念及其计算
    • 对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规 定纯物质的活度等于1。 对于溶质，选用具有单位浓度而又不存在粒子间相互作用的假想状态。
    • 概念
      • 平均活度系数
      • 平均浓度
      • 平均活度
      • 离子强度定律
  • 溶液电导率，当量电导，迁移数概念及其计算
    • 电导G S=1/Ω
      • 电导率k S/m
      • 影响因素
        • 离子数量
        • 离子运动速度
          • 离子本性 半径越大，价数越小，在溶液中运动速度越小
            • ps：氢离子和氢氧根特殊，运动速度快
          • 溶液总浓度
          • 温度
          • 溶剂粘度
      • 当量电导率
        • 定义：在两个相距为单位长度的平行板电极之间， 放置含有1克当量电解质的溶液时， 溶液所具有的电导称为当量 电导， 单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。（固定离子数目，溶液体积可变）
        • 关系：
      • 离子独立移动定律
        • 当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此时离子的 运动是独立的，这时电解质溶液的当量电导等于电解质全部电离后 所产生的离子当量电导之和。
    • 离子淌度
      • 单位场强（V/cm）下的离子迁移速度，又称离子绝对运动速度。
    • 离子迁移数
      • 某种离子迁移的电量在溶液中各种离 子迁移的总电量中所占的百分数。
      • 影响因素：
        • 温度
        • 共存离子
  • 影响溶液导电能力的主要因素