04 电化学与金属腐蚀.ppt

General Chemistry
制作群:杨治伟慎爱民
刘翠娟杨春荣
主讲:杨治伟教授
2003-3-10
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佳木斯大学化学与药学院工程化学教研室
第4章电化学与金属腐蚀
佳木斯大学化学与药学院
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教学基本要求
、电极电势的概念,能用能斯特方程式进行有关计算。

相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程
度。了解摩尔吉布斯函数变rGm与原电池电动
势、rGm与氧化还原反应平衡常数的关系。
,了解电解的基本原理,
了解电解在工程实际中的某些应用。
。
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主要内容
(一)原电池 1. 原电池中的化学反应
2. 原电池的热力学
(二)电极电势 1. 标准电极电势
2. 电极电势的能斯特方程
(三)电动势与电极电势在化学上的应用
1. 氧化剂和还原剂相对强弱的比较
2. 氧化还原反应方向的判断
3. 氧化还原反应进行程度的衡量
(四)电解 1. 分解电压和超电势
2. 电解池中两极的电解产物
3. 电解的应用
(五)金属的腐蚀及防止
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§4-1 原电池
一原电池中的化学反应
CuSO4+Zn
ZnSO4+Cu
ΔrGm
可分为:Cu2++2e-
Cu
Zn-2e-
Zn2+
氧化态Ⅰ+还原态Ⅱ
还原态Ⅰ+氧化态Ⅱ
还原半反应
氧化半反应
y
=-·mol-1

其中:高氧化值者 Cu2+、Zn2+ 称氧化态;
低氧化值者 Cu、 Zn 称还原态。
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(值)
规定:某元素的一个原子的荷电数,可由假设把每
个键的电子指定给电负性较大的原子而求得。
概念:化合物中某元素的形式荷电数。
①单质中,元素的氧化数为零;
②单原子离子中,元素的氧化数=电荷数;
③多原子离子中,
各元素的氧化数之和=电荷数;
④中性分子中,各元素的氧化数之和=0;
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计数规则:
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⑤化合物中,一般:H —+1(-1);
O —-2(-1,+1,+2);
MⅠ—+1;MⅡ—+2。
例如: CO CO2 CH4 C2H5OH
碳的氧化数+2 +4 -4 -2
又如: S2O32- S2O82- S4O62- Fe3O4
硫和铁的氧化数+2 +7 +5/2 +8/3
P I3 N I3
各元素的氧化数+3 -1 -3 +1
因为电负性是
再如:
氧化还原反应就是氧化数发生变化的反应。
如:Cl2+H2==2HCl
虽然没有电子的转移,仍然是氧化还原反应。
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二原电池
Cu2++Zn→Zn2++Cu
ΔrHm
1 原电池结构:
根据检流计指针偏转方向
知电流方向: Cu→Zn
可知,电势:Zn—低,Cu—高
因而电极名:Zn—负,Cu—正
y
=-·mol-1
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e-
2. 电极反应和电池符号
由电流方向知两极反应:
负极反应:Zn-2e-
Zn2+
氧化半反应
正极反应:Cu2++2e-
Cu
还原半反应
电池反应: Cu2++Zn
Zn2++Cu
盐桥的作用:沟通二溶液中的电荷保证反应继续进行
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电池符号规定:
负在左,正在右;
离子在中间,导体在外侧;
固-液有界面(|),液-液有盐桥(‖)
如:
(-)Zn∣Zn2+(b1)‖Cu2+(b2)∣Cu(+)
(-)Pt∣Fe3+,Fe2+‖Cl-∣Cl2∣Pt(+)
(-)Zn∣H2SO4∣Cu(+)
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