電化學(xué)
三水錳礦 / 2021-10-05
電化學(xué)概念
電導(dǎo)：描述物體導(dǎo)電性能的物理量，其值是電阻的倒數(shù)，單位是“西門子”用S表示。某物體的電阻愈小它的電導(dǎo)就愈大。
電導(dǎo)率：又稱比電導(dǎo)?？捎脕?lái)衡量和比較物體的導(dǎo)電性能。當(dāng)物體的長(zhǎng)度為1厘米，截面積為1平方厘米時(shí)的電導(dǎo)，為該物體的電導(dǎo)率。對(duì)電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，當(dāng)兩電極面積各為1平方厘米，電極相距1厘米時(shí)為溶液的電導(dǎo)。電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率與電解質(zhì)的種類、溶液的濃度及溫度等有關(guān)。
離子淌度：又稱離子遷移率。某種離子在一定的溶劑中，當(dāng)電位梯度為每米1伏特時(shí)的遷移速率稱為此種離子的淌度，單位是米2·秒-1·伏特-1。離子淌度是代表離子遷移速率特征的物理量。
電化學(xué)主要分為原電池和電解池兩個(gè)裝置。
原電池的話定義上是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，而電解池是可以把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。兩個(gè)裝置進(jìn)行的反應(yīng)有點(diǎn)類似于一個(gè)反應(yīng)的正逆過(guò)程。
無(wú)論是電解池還是原電池都包括以下重要組成部分，電解質(zhì)/電極。
一、原電池
1原電池的驅(qū)動(dòng)來(lái)自于不同電極電勢(shì)的差距，因此就有很多種不同的組合模式，例如銅鋅的單燒杯電池，電解質(zhì)是硫酸，其總反應(yīng)是Zn+H2SO4===ZnSO4+H2?
而原電池把其氧化和還原反應(yīng)拆開(kāi)來(lái)進(jìn)行，鋅電極進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到電子，而H+在銅電極發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生H2，整個(gè)過(guò)程中Cu的質(zhì)量并沒(méi)有發(fā)生改變，起到的是導(dǎo)電作用。
在原電池反應(yīng)中，負(fù)極失去電子而正極得到電子（我們將之稱為得正失負(fù)，注意和電解池區(qū)分）
2再來(lái)是雙燒杯的電池，可以具有兩種不同的電解質(zhì)，例如銅鋅的雙燒杯電池，依舊是由鋅來(lái)組成負(fù)極，而其電解質(zhì)變?yōu)閆nSO4溶液，正極為銅電極，正極電解質(zhì)為CuSO4，中間需要添加鹽橋（一般為浸泡過(guò)KCl溶液的瓊脂，作用是平衡電極電勢(shì)），其負(fù)極鋅電極不斷被消耗，而銅電極體積卻不斷增大，實(shí)際上總反應(yīng)是Zn+Cu2+===Zn2+ +Cu
總而言之，原電池反應(yīng)的本質(zhì)上還是氧化還原反應(yīng)。（金屬活動(dòng)性順序）
3二次電池（蓄電池）
鉛蓄電池，兩電極材料分別為Pb（還原態(tài)）和PbO2（氧化態(tài)），電解質(zhì)為硫酸（注意PbSO4也是沉淀，俗名為石灰漿）
分為充電和放電，
放電時(shí)
負(fù)極反應(yīng)：Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
正極反應(yīng)：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
充電時(shí)
陰極反應(yīng)：PbSO4+2e-=Pb + SO42-
陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2 + SO42- + 4H+
特點(diǎn)是可以重復(fù)使用，所以具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
原電池行為的總結(jié)，電子從負(fù)極流向正極，而電流從正極流向負(fù)極，如果兩側(cè)陰陽(yáng)離子變化不均衡的時(shí)候則需要使用選擇性離子半透膜或者鹽橋來(lái)平衡電勢(shì)。在原電池中陰離子朝負(fù)極
移動(dòng)，而陽(yáng)離子朝正極移動(dòng)。
二、電解池
電解池是在電能驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的反應(yīng)，陽(yáng)極失去電子，陰極得到電子（陽(yáng)失陰得），并且由于具有推動(dòng)力。
而對(duì)于物質(zhì)放電能力強(qiáng)弱的對(duì)比，則是比較還原性（陽(yáng)極）和氧化性（陰極），因?yàn)殡娊獬仉x子的流動(dòng)方式為陰陽(yáng)結(jié)合，即陽(yáng)離子向陰極，陰離子向陽(yáng)極。
陰極產(chǎn)物的判斷：直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷，陽(yáng)離子放電順序：
Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
陽(yáng)極產(chǎn)物判斷：首先看電極，如果是活性電極（金屬活動(dòng)順序表Ag以前的金屬），則電極材料失電子，電極溶解。如果是惰性電極（Pt、Au、石墨），則要再看溶液中的陰離子的失電子能力。陰離子放電順序如下：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞SO＞NO
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