氧化还原反应(电化学基础)PPT课件

.1，化学反应原理，氧化还原反应电化学基础，2，电池开发历史1800年AlessandroVolta发明了世界上第一块电池。1802年，WilliamCruikshank博士设计了第一款易于制造的电池。1859年，GastonPlant发明了可充电铅酸电池。1881年J.A.Thiebaut获得了电池专利。1888年，Dr . Gassner。1890年，ThomasEdison发明了可充电的铁镍电池，1896年在美国量产了电池。1896年，WaldmarJungner发明了d型电池。1899年，WaldmarJungner发明了镍镉电池。1910年，可充电的铁，3，1911年我国建设工厂生产了干电池和铅酸蓄电池。1914年，ThomasEdison发明了碱性电池。1947年，new Mann开发了密封的镍镉电池。1949年，LewUrry(Energizer)开发了小型碱性电池。1954年，GeraldPearson，CalvinFuller开发了太阳能电池。1956年Energizer。制造了第一个9v电池，1956年建设了我国第一家镍镉电池工厂(风云器材厂(755工厂)，20世纪60年代前后联合卡比德)。碱性电池的商业化生产，我国启动了碱性电池(西安硬化工厂等3个合作研发)。4，70年代前后出现了无维护铅酸电池。1970年一次锂电池实用化。1976年，PhilipsResearch的科学家发明了镍氢电池。1980年前后开发了镍氢电池用的稳定合金。1983年在我国，镍氢电池(南开大学)于1987年在我国改善镍镉电池工艺，利用泡沫镍。电池容量增加40%，1987年我国商用锂电池一次生产，1989年我国镍氢电池研究纳入国家计划，1990年前角(口香糖型)电池，1990前后nimh电池的商业化生产。5，1991年索尼。可充电锂离子电池的商业化生产1992年KarlKordesch，Josepgsellmannandklaustinger在碱性充电电池专利1992年BatteryTechnologies，Inc的碱性充电电池生产1995年中国nimh电池商业化初期规模1999年可充电锂聚合物电池，7，镉镍电池，15%-30%(月)自放电周期：500，8，nimh电池(电源)，25%到35%(月)自放电周期：500，9，10，11，12，钠和硫电池(高温电池，高能储存电池)，650Ah大容量单电池，13，14，15，16，17，18，19，燃料电池(FuelCell，FC)是碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池，20，氧化还原反应的电化学基础，氧化还原反应的基本概念，电化学电池，电极电位，电极电位的应用。21，氧化还原反应的基本概念，氧化值，氧化还原反应方程的匹配，22，氧化值，氧化值：是指某一元素中的一个原子的电荷数，电荷量是通过假设将每个化学键的电子指定给电负性更大的原子而获得的。电子损益或电子转移反应，被称为氧化还原反应。23，决定氧化值(数)的规则：在单质中，元素的氧化值为0。单原子离子中元素的氧化值等于该离子携带的电荷数。大多数化合物中氢的氧化值为1。金属氢化物中氢的氧化值为-1。一般化合物中氧的氧化值为-2。但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，对于氟的氧化物，例如OF2和O2，氧的氧化值分别为2和1。24，课堂提问：中性分子中每个元素原子氧化值的对数和0，复合离子的电荷等于每个元素氧化值的对数和。学号：3回答，学号：5回答，学号：7回答，学号：11回答。25，扁平原则：电荷守恒：氧化剂电子的数量等于还原剂电子的损失数。质量守恒：反应前后每个元素原子的总数相等。氧化还原反应方程式调平，26，调平阶段：将主要反应物和产物写成离子(气体、纯液体、固体和弱电解质构成子类型)。分别写出氧化剂还原剂和还原剂氧化的反反应。两个反反应方程各相提并论，等号两边各种元素的原子总数各相等，电荷数相等。27，例1:确定平衡反应方程，半反应方程，电子损失数的最小公倍数。将两个反作用方程中的每一项乘以相应的系数，使电子数相等。然后将这两者加起来，得到平衡氧化还原反应的离子方程。有时可以根据需要更改为分子方程式。28、29，例2:平坦，5例：，简化：30，解决方案：3 2:例3:平方程序，31，酸性介质：n个以上o 2n个h，其他n个H2O，碱性介质：n个以上o n个o n个H2O，其他2n个OH-，摘要：中性介质：左侧n个O n个H2O，右侧2个O 2n个h，左侧n个，32，电化学电池，主电池结构，主电池电动势测量，主电池最大优点和Gibbs函数，33，氧化还原反应原电池，电极命名阳极：发生氧化反应的电极。阴极：发生还原反应的电极。positiveelectrode(阳极):高电位电极。阴极：电位低的电极。一次电池的正极是负极，负极是正极。电解槽的两极是阳极，阴极是阴极。34，主电池结构，Cu-Zn原电池装置，原则上任何氧化还原反应都可以制成原电池，35，36，36，写主电池符号的规则：阴极-左，阳极右，盐桥上显示。主要电池符号(电池图标):纯液体，固体和气体写入惰性电极一侧，“，”分开。37、38，如：将以下反应设计为主电池，并以主电池符号表示。解决方案：39，40，主电池电动势测量，EMF电动势可以用数字电压表或电位差计测量。41，主电池的最大和吉布斯函数，EMF-电动势(v) f-法拉第常数96485 (cmol-1) z-电池反应中移动的电子的物质量，功率(J)=功率(c，42，电极电位，标准氢电极和汞电极，标准电极电位，Nernst方程，43，M活性：溶解沉积，M活性：沉积溶解，氧化还原反应电极电位在将金属装入盐溶液时有两种倾向。一种是在金属表面的价态热运动和极性水分子的作用下，以离子形式进入溶液(金属活泼，或溶液中金属离子的浓度越小，倾向于越大)。另一种是，如果溶液中的金属离子被金属表面的自由电子吸引，在金属表面沉积(金属变少，或者溶液中的金属离浓度越远，变大)，如果金属熔化的倾向大于沉积倾向，则达到平衡，金属带负电荷，金属附近的溶液带正电荷。这样会在金属表面及其盐溶液之间产生电位，这种电位称为金属的平衡电极电位(称为电极电位).44，7.3.1标准氢电极和汞电极反应：1。标准氢电极(SHE)，标准氢电极装置示意图，标准氢电极：在铂膜上蓬松的铂黑镀金和氢离子质量浓度为1mol/kg的硫酸溶液中，在25 下继续渗透压力为101kPa的纯氢，氢因此，该电极似乎由铂构成，由氢饱和的铂片和1mol/kg的氢离子质量浓度组成，45，标准电极电位，1。标准电极电位和标准电动势，46，标准电极电位测量，47，实际系统中的每种物质不能是标准状态浓度，可以根据非标准状态的电动势得出正确的结论。Nernstequation表示浓度对电动势(包括电池电动势和电极电位)的影响。德国化学家w . nester(月therman NST 1864-1941)，就读于瑞士苏立兹大学，奥地利格拉维兹，维尔茨等。1920年诺贝尔化学奖获奖者。(反法西斯)，Nernst方程，48，Nernst方程，电池反应：1。Nernst方程式，49，50，Ag，沉淀生成对电极电位的影响，51，52，53，解决方案：54，55，56，电极电位的应用，确定氧化剂、还原剂的相对强弱，确定氧化还原反应的进展方向，确定氧化还原反应的极限，7.4.4元素电位图，(1)确定金属的活动性顺序，(2)计算第一电池的电动势，(3)确定氧化剂和还原剂的相对强度()，57，氧化剂、还原剂的相对强度判断，e-soper对相应的原生质具有很强的还原性；e大电对相应的氧化物质有很强的氧化性。58、标准电极电位效应：氧化还原能力判断；氧化还原反应方向判断；(强-弱)，59，氧化还原反应电极电位，(2)判断氧化剂和还原剂的相对强弱，显然下面电对的氧化状态可以氧化上述电对的还原状态，部分称为对角规则。60，氧化还原反应进行方向判断，自发反应条件为RGM 0反应自发进行；Emf 0反应是反向自发的。非标准反应：61，例如在酸性溶液中H2O2和Fe2混合时是否会发生氧化还原反应？如果能反应，就写反应方程。解决方案：62、63，因此在标准状态下不能将此反应向右进行。64，65，确定氧化还原反应的极限，或。66，解决：例如，反应，平衡常数。67，包含Cl-、Br-、I-的混合溶液。要将I-氧化为I2，Br-和Cl-保持不变。常用氧化剂H2O2、Fe2(SO4)3和KMnO4中哪个合适？解决方案，选择适当的氧化剂和还原剂，检查标准电极电位表：Question，68，即氧化剂可以氧化多种还原剂时，首先氧化最强的还原剂。同样，还原剂先还原最强的氧化剂。注意：上述判断只有在相关氧化还原反应速度足够大的情况下才是正确的。(6)判断氧化还原反应顺序，Question，69，元素电位也是拉蒂默图，氧的元素电位，显示方法：各种从氧化值的高到低；各种是直线连接的，代表相应电对的线上方有e，线下方有传输电子的数量。70，判断是否发生不等化，71，72，金属的电化学腐蚀和防腐，这种腐蚀是电化学过程，对经济有很大影响。仅在美国，每年金属腐蚀就造成约700亿美元的损失。73，74，铁生锈的过程是铁被O2氧化生成水合氧化物的过程：阳极生成Fe2最终生锈地：75，76，77，镀锌铁白铁：最终结果是Zn腐蚀的Fe3而不是Fe氧化。被保护的金属用电化学电池的阴极保护，化学上被称为阴极保护，用于保护阴极的氧化和活跃金属被称为殉葬阳极。78，典型防腐方式牺牲阳极保护，电源电流保护，涂层(电镀)层保护，添加