《基础电化学》课件

基础电化学•电化学基本概念contents•电化学基础知识•电化学反应目录•电极过程动力学•电化学应用01电化学基本概念电化学定义电化学是研究电和化学反应相互关系的科学，主要研究电能和化学能之间的相互转换，以及相关的现象、原理和应用电化学涉及的领域广泛，包括电池、燃料电池、电镀、电解、电化学合成等电极电位电极电位是电极与溶液之间的电势差，是电化学反应的重要参数标准电极电位是指电极处于标准状态下的电位值，即浓度为1mol/L，压力为100kPa，温度为298K时的电极电位电极种类金属电极由金属材料制成的电极，如铜电极、银电极等玻璃电极由玻璃材料制成的电极，主要用于pH值的测量碳电极由碳材料制成的电极，如石墨电极、碳纤维电极等电解池与原电池电解池是将电能转化为化学能的装置，原电池是将化学能转化为电能的装置，通过外加电源使溶液中的阴阳离子分由两种活性不同的金属或金属与非金别在两个电极发生氧化还原反应属导体作为电极，并由电解质溶液将它们连接起来，形成闭合回路VS02电化学基础知识电解质溶液电解质离子化合物在水溶液或熔融状态下能导电由离子键结合的化合物的化合物离子电离电解质在水中离解成自由移动电解质在水中离解成离子的过的离子程离子导电离子导体的概念能够传导离子的物质称为离子导体离子导体的分类根据离子在电场作用下的迁移速度，可分为快离子导体和慢离子导体离子导体的应用离子导体在化学电源、电解、电镀、电导电极等方面有广泛应用电导与电导率电导表示物质传导电流的能力，单位为西门子/米（S/m）电导率表示物质电导能力的物理量，单位为西门子/米（S/m）电导率与电导的关系电导率是电导的倒数，即电导率=1/电导电导率与温度的关系大多数物质的电导率随温度升高而增大，但有些物质则相反法拉第定律法拉第定律的内容01电解时，通过电解池的电量与电极上析出的物质的质量成正比法拉第定律的适用范围02适用于电解池中电解质的电解，不适用于原电池反应法拉第定律的应用03可用于计算电解过程中电极上析出物质的质量，以及电解产物的量03电化学反应氧化还原反应氧化还原反应氧化数是一种化学反应，其中电子从一种物质转表示原子或分子在氧化还原反应中获得或移到另一种物质，导致物质发生氧化（失失去电子的数量去电子）和还原（获得电子）的过程氧化剂还原剂在反应中提供电子的物质，使另一物质氧在反应中接受电子的物质，使另一物质还化原电池反应电池反应原电池电解池电极反应是一种电化学反应，通过电一种能够将化学能转化为电一种能够将电能转化为化学在电极上发生的氧化或还原子转移产生电流和电压能的装置，由正极、负极和能的装置，通过电流的作用反应，是电池反应的一部分电解质溶液组成使电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应电解反应电解反应电解槽通过电解过程使电解质溶液中的离子在电极一种用于电解过程的设备，由电极和电解质上发生氧化还原反应的过程溶液组成电解产物电流效率在电解过程中产生的物质，可以是气体、液电解过程中实际产物的数量与理论产物的数体或固体量的比值，用于衡量电解过程的效率04电极过程动力学电极反应速度反应物质传递速度电极反应物质从本体溶液向电极表面传递的速度，受到扩散步骤的控制电化学步骤速度电极反应的电化学步骤，如电子转移和化学反应的速率总电极反应速度由反应物质传递速度和电化学步骤速度共同决定，通常受最慢步骤控制电极过程控制步骤电子转移步骤控制当电极反应只涉及电子转移时，电子转移步骤是控制步骤反应物扩散步骤控制当电极反应速率受反应物从本体溶液传递到电极表面或从电极表面传递到本体溶液的扩散步骤控制时，扩散步骤是控制步骤表面化学反应步骤控制当电极反应速率受表面化学反应控制时，表面化学反应是控制步骤电极反应速率控制步骤的判断观察法通过观察电极上电流随电极电位的变化判断控制步骤，若电流随电极电位的变化而迅速变化，则电子转移步骤是控制步骤；若电流随电极电位的变化而缓慢变化，则扩散步骤可能是控制步骤塔费尔直线法将电极电位对电流作图，若得到的塔费尔直线在某一段斜率为正，在另一段斜率为负，则转折点对应的电极电位是扩散步骤的控制电位05电化学应用电解工业电解工业是电化学的一个重要应用领域，通过电解过程将电能转化为化学能，实现电化学反应的工业化生产电解工业广泛应用于金属的电解冶炼、电镀、电解水制氢等领域，为工业生产提供重要的原材料和能源电池制造与使用电池是电化学的另一个重要应用领域，通过电池的种类繁多，包括一次干电池、二次充化学反应将化学能转化为电能，为各种电子电电池、燃料电池等，广泛应用于日常生活设备和电动车辆提供动力和工业生产中腐蚀与防护电化学腐蚀是指金属与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏现象，是金属材料损失的主要原因之一防腐蚀技术是电化学的一个重要应用领域，通过采用涂层、合金化、电镀等手段来提高金属材料的耐腐蚀性能，延长设备的使用寿命THANKS感谢观看。