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阴阴极极:2H+2eH2阳极：阳极：电解反应电解反应:电解池：电解池：阳极：正极阳极：正极阴极：负极阴极：负极电解池：电解池：阳离子向阴极运动；阳离子向阴极运动；阴离子向阳极运动。阴离子向阳极运动。电化学中关于电极的规定：电化学中关于电极的规定：氧化氧化阳极阳极电势高电势高正极正极还原还原阴极阴极电势低电势低负极负极阳极阳极阴极阴极7.17.1 电极过程、电解质溶液及法拉第定律电极过程、电解质溶液及法拉第定律阳极阳极正极正极阳极阳极负极负极电解池电解池原电池原电池阴极阴极负极负极阴极阴极正极正极原电池：原电池：阳极：负极阳极：负极阴极：正极阴极：正极原电池：原电池：阳极阳极:H22H+2e阴极阴极:电池反应电池反应:阳离子向阴极运动；阳离子向阴极运动；阴离子向阳极运动。阴离子向阳极运动。阴极阴极阳极阳极描述通过电极的描述通过电极的电量电量与发生电极反应的与发生电极反应的物质的量物质的量之间的关系之间的关系无论对阴极上的反应：氧化态无论对阴极上的反应：氧化态+z e-=还原态还原态还是对阳极上的反应：还原态还是对阳极上的反应：还原态=氧化态氧化态+z e-均有下式均有下式：其中：其中：Q-通过电极的电量；通过电极的电量；z-电极反应的电荷数电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；（即转移电子数），取正值；-电极反应的反应进度；电极反应的反应进度；F-法拉第常数法拉第常数;F=Le =96500C/mol结结论论：通通过过电电极极的的电电量量正正比比于于电电极极反反应应的的反反应应进进度度与与电电极极反反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。法拉第法拉第定律定律 把离子把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁移数用符号的迁移数用符号 表示。表示。由于正、负离子移动的速率不同，所带的电荷不等，因此由于正、负离子移动的速率不同，所带的电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。它们在迁移电量时所分担的分数也不同。其定义式为：其定义式为：如果溶液中只有一种电解质，则：如果溶液中只有一种电解质，则：7.2离子迁移数离子迁移数(1)电导电导电导是电阻的倒数，单位为电导是电阻的倒数，单位为 或或 。电导电导 与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比：与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比：7 7.3.3 电导、电导率和摩尔电导率电导、电导率和摩尔电导率(2)电导率电导率因为因为比例系数比例系数 称为电导率。称为电导率。电导率相当于单位长度、电导率相当于单位长度、单位截面积导体的电导，单位截面积导体的电导，单位是单位是 或或 。电导率也就是电阻率的倒数：电导率也就是电阻率的倒数：(3)摩尔电导率摩尔电导率 在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，放置含有在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，放置含有1mol电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率 m，单位单位为为 。是含有是含有1mol电解质的溶液电解质的溶液的体积，单位为的体积，单位为 ，是电解质是电解质溶液的浓度，单位为溶液的浓度，单位为 。摩尔电导率与浓度的关系摩尔电导率与浓度的关系 德国科学家柯尔劳施德国科学家柯尔劳施根据实根据实验结果得出结论：验结果得出结论：在很稀的溶在很稀的溶液中，液中，强电解质强电解质有有 A是与电解质性质有关的常数。是与电解质性质有关的常数。将直线外推至将直线外推至 ，得到，得到无限无限稀释摩尔电导率稀释摩尔电导率 ，也称为极，也称为极限摩尔电导率限摩尔电导率。离子独立运动定律和离子摩尔电导率离子独立运动定律和离子摩尔电导率(1)(1)离子独立运动定律离子独立运动定律 德国科学家柯尔劳施根据大量德国科学家柯尔劳施根据大量的实验数据，发现了一个规律：的实验数据，发现了一个规律：在无限稀释溶液中，每种离在无限稀释溶液中，每种离子独立移动，不受其它离子影响，电解质的极限摩尔电导率子独立移动，不受其它离子影响，电解质的极限摩尔电导率可认为是两种离子极限摩尔电导率之和：可认为是两种离子极限摩尔电导率之和：这就称为这就称为柯尔劳施离子独立移动定律柯尔劳施离子独立移动定律。这样，弱电解质。这样，弱电解质的的 可以通过强电解质的可以通过强电解质的 或从表值上查离子的或从表值上查离子的 求得。求得。这种把阳极与阴极分别放在不同这种把阳极与阴极分别放在不同溶液中的电池，称为溶液中的电池，称为双液电池双液电池。丹尼尔电池丹尼尔电池:即铜即铜-锌电池。锌电池。结构结构：锌片锌片插入插入ZnSO4水溶液为水溶液为阳极阳极；铜片铜片插入插入CuSO4水溶液为水溶液为阴极阴极。电极反应电极反应：阳极阳极：ZnZn2+2e-阴极阴极：Cu2+2e-Cu电池反应电池反应：Zn+Cu2+Zn2+Cu为了防止两种溶液直接混合而离子仍能通过，中间用多孔隔板隔开。为了防止两种溶液直接混合而离子仍能通过，中间用多孔隔板隔开。7.5可逆电池及其电动势的测定可逆电池及其电动势的测定电池表示：电池表示：Zn|ZnSO4(a1)CuSO4(a2)|CuIUPAC(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry)规定规定电池表示法电池表示法：(1)阳极在左边；阴极在右边；阳极在左边；阴极在右边；(2)有界面的用有界面的用“|”表示，液相接界时用表示，液相接界时用“”表示，表示，加盐桥的用加盐桥的用“|”表示。表示。(3)同一相中的物质用逗号隔开同一相中的物质用逗号隔开原电池电动势：原电池电动势：(I 0)7.6 原电池热力学原电池热力学电化学与热力学的联系电化学与热力学的联系用电化学的方法通过实验来测量热力学函数用电化学的方法通过实验来测量热力学函数用热力学方法计算电动势用热力学方法计算电动势E，以及浓度、温度对，以及浓度、温度对E的影响的影响若电池可逆放电，可逆电功等于电池电动势若电池可逆放电，可逆电功等于电池电动势E乘以电量乘以电量Q。而由法拉第定律，电量而由法拉第定律，电量，所以可逆电功为：，所以可逆电功为：1.1.由可逆电动势计算电池反应的由可逆电动势计算电池反应的 rGm因为，恒温恒压下，电池反应的因为，恒温恒压下，电池反应的所以有：所以有：此式两边除以反应进度的微变此式两边除以反应进度的微变d ，即得电池反应的摩尔，即得电池反应的摩尔反应吉布斯函数变：反应吉布斯函数变：注意：注意：（1）电池电动势与电池反应的计量式写法无关，因）电池电动势与电池反应的计量式写法无关，因为为电动势是强度性质电动势是强度性质，与参加反应的物质的量无关与参加反应的物质的量无关。（2）电池反应的摩尔吉布斯函数变与反应计量式的）电池反应的摩尔吉布斯函数变与反应计量式的写法有关。写法有关。例题：例题：2.由电动势的温度系数计算由电动势的温度系数计算电池反应的电池反应的 rSm所以所以，代入：，代入：称为称为原电池电动势的温度系数原电池电动势的温度系数，其值可由测定，其值可由测定不同温度下电动势得到。不同温度下电动势得到。得到：得到：3.由由电动势电动势及电动势的温度系数计算电池反应的及电动势的温度系数计算电池反应的 rHm由由 rGm和和 rSm两个量，就可以容易地求得：两个量，就可以容易地求得：原电池可逆放电时，反应热为可逆热。在恒温下：原电池可逆放电时，反应热为可逆热。在恒温下：4.计算原电池可逆放电时的反应热计算原电池可逆放电时的反应热 Qr0，Qr=0，电池不吸热也不放热电池不吸热也不放热0，Qr0，电池从环境吸热电池从环境吸热0，Qr (离子键离子键)(极性键极性键)(非极性键非极性键)固体分子间的相互作用力远远大于液体的固体分子间的相互作用力远远大于液体的,所以固体物质所以固体物质要比液体物质具有更高的表面张力。要比液体物质具有更高的表面张力。（2）温度对界面张力的影响）温度对界面张力的影响T气相中分子密度气相中分子密度液相中分子距离液相中分子距离 p p 总是一个总是一个正值正值，它的方向是，它的方向是指向凹面曲率半径的中心的。指向凹面曲率半径的中心的。p pg pl对于液珠（凸液面）对于液珠（凸液面）：plpg对于液体中气泡（凹液面）对于液体中气泡（凹液面）：Laplace方程方程当玻璃管插入汞中当玻璃管插入汞中当玻璃管插入水中当玻璃管插入水中毛细现象：毛细现象：毛细现象：毛细现象：将一支半径一定的毛细管垂直插入某液体将一支半径一定的毛细管垂直插入某液体中。若中。若 角角p平平p凹凹毛细管凝结毛细管凝结现象：现象：在毛细管里，若某液体能润湿管壁，管内液面将为凹液面。在毛细管里，若某液体能润湿管壁，管内液面将为凹液面。在某温度下，蒸气对平面液体来讲，尚未饱和，但对毛细管中在某温度下，蒸气对平面液体来讲，尚未饱和，但对毛细管中的凹液面，已经过饱和。所以，的凹液面，已经过饱和。所以，蒸气在毛细管中凝结为液体。蒸气在毛细管中凝结为液体。硅胶是一种多孔性物质，可自动吸附空气中的水蒸气，在毛硅胶是一种多孔性物质，可自动吸附空气中的水蒸气，在毛细管中发生凝结现象，用来干燥空气。细管中发生凝结现象，用来干燥空气。2.微小液滴的饱和蒸气压微小液滴的饱和蒸气压Kelvin公式公式实验表明：实验表明：微小液滴的饱和蒸气压微小液滴的饱和蒸气压高于高于平面液体的饱和蒸气压平面液体的饱和蒸气压。由于小颗粒物质的表面特殊性，新相从无到有，最由于小颗粒物质的表面特殊性，新相从无到有，最初生成的新相肯定是微小的，其比表面积、表面吉布斯初生成的新相肯定是微小的，其比表面积、表面吉布斯函数都很大，因此函数都很大，因此造成新相难以生成造成新相难以生成。所以就会产生过饱和蒸气、所以就会产生过饱和蒸气、过饱和溶液过饱和溶液、过冷液体过冷液体、过热液体过热液体等，这些状态都是等，这些状态都是亚稳态亚稳态。是热力学。是热力学不完全稳定不完全稳定的状态。一旦新相生成，亚稳态即失去稳定，变成稳定的的状态。一旦新相生成，亚稳态即失去稳定，变成稳定的相态。相态。3.亚稳态及新相的生成亚稳态及新相的生成物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附吸附力吸附力范德华力范德华力化学键力（多为共价键）化学键力（多为共价键）吸附层数吸附层数单层或多层单层或多层单层单层吸附热吸附热较较小小，近近似似等等于于气气体体液液化化热，热，H0。较较大大，近近似似等等于于化化学学反反应应热，热，H0选择性选择性无或差（吸附量可不同）无或差（吸附量可不同）有较强选择性有较强选择性可逆性可逆性可逆可逆不可逆不可逆吸附速率吸附速率快，易达平衡快，易达平衡慢，不易达平衡慢，不易达平衡发生温度发生温度低低温温即即可可发发生生（沸沸点点附附近近或以下）或以下）高温高温Tb才发生明显吸附。才发生明显吸附。性质性质10.3 10.3 固体表面固体表面因此，因此，朗缪尔吸附等温式朗缪尔吸附等温式还可写成以下形式：还可写成以下形式：习惯上人们用接触角来判断液体是否润湿固体习惯上人们用接触角来判断液体是否润湿固体。900润湿润湿不润湿不润湿180完全不润湿完全不润湿完全润湿完全润湿例如例如水在玻璃上的接触角水在玻璃上的接触角 90（非常干净的玻璃与非常（非常干净的玻璃与非常纯净的水之间的纯净的水之间的 =0），），水在玻璃毛细管中上升，水在玻璃毛细管中上升，通常即说通常即说水能润湿玻璃水能润湿玻璃；而汞在玻璃上接触角而汞在玻璃上接触角 =140，汞在，汞在玻璃毛细玻璃毛细管中下降，管中下降，通常即说汞不能润湿通常即说汞不能润湿玻璃玻璃。曲线曲线：表面活性剂表面活性剂(RX，R为为10个或个或10个以上碳原子的烷基，个以上碳原子的烷基，X为极性基团。为极性基团。)c，；正吸附正吸附曲线曲线I:无机盐无机盐(NaCl)、无机酸、无机酸(H2SO4)、无机碱、无机碱(KOH)、多、多羟基化合物羟基化合物(蔗糖、甘蔗糖、甘油油)。c，称为称为表面惰性物质表面惰性物质在表面发生在表面发生负吸附负吸附。曲线曲线：醇、酸、醛、酯、醇、酸、醛、酯、酮、醚酮、醚等极性有机物。等极性有机物。c，；正吸附正吸附 IIIIII浓度浓度O1.溶液表面的吸附现象溶液表面的吸附现象、类物质均可称为表面活性物质类物质均可称为表面活性物质10.5溶液表面溶液表面d/dc的正负决定了吸附类型。的正负决定了吸附类型。d/dc0，0，负负吸吸附附，表面惰性物质，表面惰性物质，类曲线；类曲线；d/dc0，0，正正吸吸附附，表面活性物质，表面活性物质，、类曲线；类曲线；d/dc=0，=0，不再吸附。，不再吸附。吉布斯吸附等温式：吉布斯吸附等温式：IIIIII浓度浓度O2.表面过剩与吉布斯吸附等温式表面过剩与吉布斯吸附等温式表面活性物质的基本性质表面活性物质的基本性质亲水的极性集团亲水的极性集团亲油的长链非极性基团亲油的长链非极性基团结构：结构：表面活性剂表面活性剂能显著降低水的表面张力的一类两亲性质能显著降低水的表面张力的一类两亲性质的有机化合物。的有机化合物。即分子间同时含有即分子间同时含有亲水的极性基团亲水的极性基团和和憎水憎水的非极性碳链或环的非极性碳链或环。7.表面活性剂的基本性质：表面活性剂的基本性质：在水溶液表面吸附和形成胶束在水溶液表面吸附和形成胶束表面活性剂的两个重要参数：表面活性剂的两个重要参数：cmc和和HLB(a)稀溶液稀溶液(b)开始形成胶束开始形成胶束(c)大于大于cmc的溶液的溶液形成胶束所需的表面活性物质的最低浓度称为形成胶束所需的表面活性物质的最低浓度称为临界胶束浓临界胶束浓度度，用，用cmc表示。表示。HLB：亲水亲油平衡。：亲水亲油平衡。用数值的大小表示每一种表面活性物质用数值的大小表示每一种表面活性物质的亲水性。的亲水性。HLB值愈大，表示该表面活性物质亲水性愈强值愈大，表示该表面活性物质亲水性愈强。（4）表面活性剂的实际应用）表面活性剂的实际应用表面活性剂的用途极广，主要有表面活性剂的用途极广，主要有六六个方面：个方面：1.润湿作用润湿作用表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。从而达到所需的目的。例如，例如，要农药润湿带蜡的植物表面，要在农药中加表面要农药润湿带蜡的植物表面，要在农药中加表面活性剂活性剂；如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性剂，如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性剂，使接触角大于使接触角大于90。6.助磨作用：助磨作用：2.起泡作用起泡作用3.增溶作用增溶作用4.乳化作用乳化作用5.洗涤作用洗涤作用速率方程速率方程:11-2 速率方程的积分形式速率方程的积分形式微分式：微分式：表示一个化学反应的表示一个化学反应的浓度浓度c与反应速率与反应速率v 的关系式的关系式称为称为速率方程式速率方程式。积分式：积分式：表示表示浓度浓度c 与时间与时间t 的关系式的关系式，称为，称为动力学动力学方程。方程。1.零级反应零级反应（n=0）反应速率与反应物浓度无关，单位时间内反应消耗的反应速率与反应物浓度无关，单位时间内反应消耗的A的数量不变。的数量不变。其速率方程为：其速率方程为：积分式：积分式：(2)cA与与 t 为线性关系；为线性关系；(3)定义定义cA变为变为 cA,0 一半所需的时间一半所需的时间 t 为为 A的的半衰期半衰期 t1/2，动力学特征：动力学特征：(1)k 的单位是（浓度的单位是（浓度 时间时间-1-1）；）；显然显然 t1/2=c cA,0/2k ，即即 t1/2cA,0 。速率方程：速率方程：2.一级反应一级反应 (n=1)积分结果得积分结果得：tlncAO(1)(1)k 的单位是的单位是(时间时间-1-1)，例如，例如 h-1,min-1,s-1(2)lncA与与 t 有有线性关系线性关系：-lncAt一级反应的动力学特征：一级反应的动力学特征：(3)半衰期半衰期 ：一级反应的半衰期与反应物的初始浓度无关。一级反应的半衰期与反应物的初始浓度无关。3.二级反应二级反应(n=2)积分结果积分结果速率方程是：速率方程是：二级反应的动力学特征：二级反应的动力学特征：（1）k的单位是的单位是(浓度浓度-1-1，时间，时间-1-1)，例如：，例如：m3mol-1s-1。（2）半衰期：半衰期：二级反应的半衰期与反应物的初始浓度成反比。二级反应的半衰期与反应物的初始浓度成反比。（3）1/cA与与t 成成线性线性关系关系：1/cAtt微分式：微分式：阿伦尼乌斯方程阿伦尼乌斯方程：阿伦尼乌斯方程阿伦尼乌斯方程定积分式定积分式:阿伦尼乌斯方程阿伦尼乌斯方程不定积分式：不定积分式：化学反应的化学反应的摩尔恒容反应热摩尔恒容反应热在数值上在数值上等于等于正向反应正向反应与与逆向反逆向反应应的活化能之差的活化能之差。祝大家考试顺利！祝大家考试顺利！愿同学们前程似锦！愿同学们前程似锦！
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