電化學
三水錳礦 / 2021-10-05
電化學概念
電導：描述物體導電性能的物理量，其值是電阻的倒數，單位是“西門子”用S表示。某物體的電阻愈小它的電導就愈大。
電導率：又稱比電導?？捎脕砗饬亢捅容^物體的導電性能。當物體的長度為1厘米，截面積為1平方厘米時的電導，為該物體的電導率。對電解質溶液來說，當兩電極面積各為1平方厘米，電極相距1厘米時為溶液的電導。電解質溶液的電導率與電解質的種類、溶液的濃度及溫度等有關。
離子淌度：又稱離子遷移率。某種離子在一定的溶劑中，當電位梯度為每米1伏特時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。
電化學主要分為原電池和電解池兩個裝置。
原電池的話定義上是將化學能轉化為電能的裝置，而電解池是可以把電能轉化為化學能的裝置。兩個裝置進行的反應有點類似于一個反應的正逆過程。
無論是電解池還是原電池都包括以下重要組成部分，電解質/電極。
一、原電池
1原電池的驅動來自于不同電極電勢的差距，因此就有很多種不同的組合模式，例如銅鋅的單燒杯電池，電解質是硫酸，其總反應是Zn+H2SO4===ZnSO4+H2?
而原電池把其氧化和還原反應拆開來進行，鋅電極進行氧化反應，得到電子，而H+在銅電極發(fā)生還原反應，產生H2，整個過程中Cu的質量并沒有發(fā)生改變，起到的是導電作用。
在原電池反應中，負極失去電子而正極得到電子（我們將之稱為得正失負，注意和電解池區(qū)分）
2再來是雙燒杯的電池，可以具有兩種不同的電解質，例如銅鋅的雙燒杯電池，依舊是由鋅來組成負極，而其電解質變?yōu)閆nSO4溶液，正極為銅電極，正極電解質為CuSO4，中間需要添加鹽橋（一般為浸泡過KCl溶液的瓊脂，作用是平衡電極電勢），其負極鋅電極不斷被消耗，而銅電極體積卻不斷增大，實際上總反應是Zn+Cu2+===Zn2+ +Cu
總而言之，原電池反應的本質上還是氧化還原反應。（金屬活動性順序）
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
負極反應：Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
正極反應：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
充電時
陰極反應：PbSO4+2e-=Pb + SO42-
陽極反應：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2 + SO42- + 4H+
特點是可以重復使用，所以具有較好的經濟效益。
原電池行為的總結，電子從負極流向正極，而電流從正極流向負極，如果兩側陰陽離子變化不均衡的時候則需要使用選擇性離子半透膜或者鹽橋來平衡電勢。在原電池中陰離子朝負極
移動，而陽離子朝正極移動。
二、電解池
電解池是在電能驅動下進行的反應，陽極失去電子，陰極得到電子（陽失陰得），并且由于具有推動力。
而對于物質放電能力強弱的對比，則是比較還原性（陽極）和氧化性（陰極），因為電解池離子的流動方式為陰陽結合，即陽離子向陰極，陰離子向陽極。
陰極產物的判斷：直接根據陽離子放電順序進行判斷，陽離子放電順序：
Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
陽極產物判斷：首先看電極，如果是活性電極（金屬活動順序表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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