华东理工大学《物理化学》课件16.5 电解质溶液的传递性质

1,.电解质溶液的传递性质,2,第一类导体依靠自由电子导电,第二类导体依靠离子的迁移与电极反应导电,16.5电解质溶液的导电机理,KOH(阳极区)KOH(阴极区),补充：Faraday电解定律,Faraday法拉第归纳了多次实验的结果，于1833年总结出了一条基本定律，称为Faraday电解定律，即通电于电解质溶液后，在电极上物质发生化学变化的物质的量与通入的电荷量成正比（电解第一定律）；若将几个电解池串联，通入一定的电荷量后，当选取的基本单元的荷电数都相同时，在各个电解池的电极上发生化学变化的物质的量都相等。（电解第二定律）,根据法拉第电解定律，通过分析电解过程中反应物（或生成物）在电极上物质的量的变化，就可求出通入电荷量的数值。通常是在电路中串联一个电解池，根据电解池中在阴极上析出金属的物质的量来计算通入的电荷量，这种装置就称为电荷量计或库仑计。,又称“电量计”。和电解槽一样，由阴、阳两电极和电解液组成。当数值稳定的直流电通过时，在阴极上就有正离子物质析出。银库仑计就是用铂电极放在硝酸银溶液中所组成。电流通过后，在阴极上的电极反应为银离子得到电子生成单质银，1F电量通过库仑计可在阴极上析出1摩尔银(107.868克)，1C电量相当于0.001118克银。由电流通过的时间和所析出物质的质量，可准确算出电流强度和在此时间内通过的电量。,6,由电解质溶液的导电机理可知：通过电解质溶液任一截面的电量=任一电极电极反应的电量=通过银库仑计的电量所以银库仑计上Ag的物质的量=任一电极上任何与一价离子相当的物质单元的物质的量,根据电学上的有关计量关系，电流强度若电流强度是稳定的，,7,法拉第定律,当电流通过电解质溶液时，电极反应的反应进度与通过的电量Q成正比，与反应电荷数z成反比。,z反应电荷数离子电荷数zi,1mol元电荷的电荷量称为Faraday常数，用F表示,8,取Cu为B，B=1/2,1molCu,取Cu/2为B，B=1,1molCu/2,2molCu/2,取B=H2O，B=2,1molH2O,取B=H2O，B=1/2,解：,例：用强度为0.025A的电流通过硝酸金(Au(NO3)3)溶液，当阴极上有1.20gAu(s)析出时，试计算：(a)通过了多少电量？(b)需通电多长时间？(c)阳极上将放出多少体积氧气(STP)？已知Au(s)的摩尔质量为197.0g.mol-1。,解：,例：用强度为0.025A的电流通过硝酸金(Au(NO3)3)溶液，当阴极上有1.20gAu(s)析出时，试计算：(a)通过了多少电量？(b)需通电多长时间？(c)阳极上将放出多少体积氧气(STP)？已知Au(s)的摩尔质量为197.0g.mol-1。,解：,例：用强度为0.025A的电流通过硝酸金(Au(NO3)3)溶液，当阴极上有1.20gAu(s)析出时，试计算：(a)通过了多少电量？(b)需通电多长时间？(c)阳极上将放出多少体积氧气(STP)？已知Au(s)的摩尔质量为197.0g.mol-1。,解：,例：用强度为0.025A的电流通过硝酸金(Au(NO3)3)溶液，当阴极上有1.20gAu(s)析出时，试计算：(a)通过了多少电量？(b)需通电多长时间？(c)阳极上将放出多少体积氧气(STP)？已知Au(s)的摩尔质量为197.0g.mol-1。,14,1.离子的电迁移率,16.6离子的电迁移率和迁移数,电迁移率单位电场强度的离子迁移速度,15,电流与电迁移率的关系,16,电量,电流,17,无限稀释时的电迁移率,25无限稀释时若干离子的电迁移率,H3O+与OH-的导电机理,影响因素,离子浓度、其它离子种类、温度,18,2.离子迁移数,迁移数与电迁移率的关系,19,迁移数的实验测定,(1)希托夫法,20,21,22,23,界面移动法测定迁移数,(2)界面移动法,例,24,界面移动法测定迁移数,25,1.电导率,16.7电解质溶液的电导率,26,电解质溶液电导率的特点,电导率与浓度的关系,27,2.摩尔电导率,电导池,G=As/l=c1n/l2=mn/l2，m=(G/n)l2，,指明基本单元,28,电极表面积为1m2,电极间距为1m，溶液的电导。,电极间距为1m，含1mol电解质溶液的电导。,29,摩尔电导率的特点,30,无限稀释摩尔电导率,摩尔电导率与离子电迁移率的关系,科尔劳施关系,31,由迁移数和摩尔电导率求电迁移率,32,由摩尔电导率求解离度,33,3.离子的摩尔电导率,离子独立运动定律,无限稀释时正负离子的摩尔电导率与溶液中的其他离子无关，仅决定于溶剂、温度和离子本性。,34,35,36,37,1.计算弱电解质的解离度和解离平衡常数,16-8电导测定的其它应用,奥斯特瓦德冲淡定律,38