导图社区 电化学
这是一篇关于电化学的思维导图,包含电解质溶液、电解与极化作用、可逆电池和可逆电极等详细知识点总结,内容详实、条理清晰、易于理解,是你不可或缺的学习助手。
编辑于2025-02-20 09:53:02电化学
电解质溶液
基本概念和电解定律
基本概念
导体
第一类导体(电子导体)
如:石墨、金属
温度升高,电阻升高
第二类导体(离子导体)
如:电解质溶液、熔融电解质
温度升高,温度下降
原电池和电解池
原电池:化学能→电能
电解池:电能→化学能
正极和负极
正极:电势高的极
负极:电势低的极
阳极和阴极
阳极
发生氧化作用的极
原电池中的负极,电解池中的正极
阴极
发生还原作用的极
原电池中的正极,电解池中的负极
Faraday定律
在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电荷量成正比
通电于若干个电解池串联的线路中,当所取的基本粒子的荷电数相同时,在各个电极上发生反应的物质,其物质的量相同,析出物质的质量与其摩尔质量成正比
电流效率
电流效率=按法拉第定律计算所需理论电荷量÷实际所消耗的电荷量×100%
电流效率=电极上产物的实际质量÷按法拉第定律计算应获得的产物质量×100%
离子的电迁移率和迁移数
离子的电迁移规律
向阴、阳两极迁移的正、负离子物质的量总和恰好等于通入溶液的总电流
子主题
离子的电迁移率和迁移数
离子迁移数的测定
Hittorf法
界面移动法
电动势法
电解质溶液的电导
电导G
电导率
摩尔电导率
摩尔电导率与浓度的关系
强电解质→外推法求摩尔电导率
弱电解质→离子独立移动定律
电导池常数
几个有用的关系式
电导测定的应用
检测水的纯度
计算弱电解质的解离度和解离常数
测定难溶盐的溶解度
电导测定
电解质的平均活度和平均活度因子
定义
任意价类型
离子强度
强电解质溶液理论简介
Debye Huckel 离子互吸理论
van’t Hoff 因子
离子氛
Debye Huckel Onsager 电导理论
弛豫效应
使离子迁移速率下降,从而使摩尔电导率降低
电泳效应
增加了粘滞力,阻碍了离子的运动
电导公式
可逆电池和可逆电极
可逆电池和可逆电极
可逆电池:电能与化学能的转变方式是以热力学可逆方式进行,即电池在平衡态或无限接近于平衡态工作
组成可逆电池的必要条件
化学反应可逆
能量变化可逆
可逆电极的类型
第一类电极
金属与其阳离子组成的电极
氢电极
氧电极
卤素电极
汞齐电极
第二类电极
金属-难溶盐及其阴离子组成的电极
金属-氧化物电极
第三类电极
氧化-还原电极
电动势的测定
对消法测电动势
标准电池
可逆电池书写方法和电动势的取号
书写方法
设计电池
可逆电池电动势的取号
可逆电池的热力学
Nernst方程
从E求平衡常数
由电动势及温度系数求ΔH和ΔS
电动势产生的机理
电极与电解质溶液界面间电势差的形成
溶液层中与金属靠得较紧密的一层称为紧密层;其余扩散到溶液中去的称为扩散层。 金属表面与溶液本体之间的电势差即为界面电势差。
接触电势
不同金属相互接触时,由于电子的逸出功不同,相互渗入的电子不同, 在界面上电子分布不均匀,由此产生的电势差称为接触电势。
液体接界电势
在两个含不同溶质的溶液的界面上,或溶质相同而浓度不同的界面上,由于离子迁移的速率不同而产生的电势差
液接电势很小,一般在0.03 V以下。 离子扩散是不可逆的,所以有液接电势存在的电池也是不可逆的,且液接电势的值很不稳定。 用盐桥可以使液接电势降到可以忽略不计。
电池电动势的产生
电极电势和电池的电动势
标准电极电势-标准氢电极
电极电势的Nernst方程
二级标准电极-甘汞电极
电池电动势的计算
利用电池电动势可以判断某一变化过程能否发生
利用电极电势之间的关系,可以获得实验不易测定的电极电势数值(利用ΔG来联系几个方程)
电动势测定的应用
内电位、外电位和电化学势
电解与极化作用
分解电压
理论分解电压
E(理论分解)=E(可逆)
测定
实际分解电压
极化作用
极化
超电势
极化分类
浓差极化
阴极上浓差极化的结果是使阴极的电极电势变得比可逆时更小
阳极上浓差极化的结果使阳极电势变得比可逆时更大
电化学极化
不可逆电极电势
极化曲线
氢超电势
电解时电极上的竞争反应
阴极上发生还原反应的物质
金属离子
氢离子(中性水溶液中氢离子的活度等于十的负七次方)
阳极上发生氧化反应的物质
阴离子,如氯离子,氢氧根
阳极本身发生氧化
分解电压
金属离子的分离
金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化
金属腐蚀
化学腐蚀(无电流产生)
电化学腐蚀
腐蚀时阴极上的反应
析氢腐蚀
酸性介质中氢离子在阴极上还原成氢气析出
耗氧腐蚀
如果既有酸性介质,又有氧气存在,在阴极上发 生消耗氧的还原反应
金属的防腐
非金属防腐
在金属表面涂上油漆、搪瓷、塑料、沥青等,将金属与腐蚀介质隔开。
金属保护层
在需保护的金属表面用电镀或化学镀的方法镀上Au,Ag,Ni,Cr,Zn,Sn等金属,保护内层不被腐蚀。
电化学保护
保护器保护(牺牲阳极的阴极保护法)
阴极电保护(外加电流的阴极保护法)
阳极电保护(钝化阳极)
加缓蚀剂
制成耐蚀合金
金属的钝化
化学电源
一次电池
燃料电池(连续电池)
一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质以氧气作为正极反应物质组燃料电池。
优点
高效
环境友好
重量轻,比能量高
稳定性好,可连续工作,可积木式组装,可移动
难点
蓄电池(二次电池,可充电电池)