Galleria mappe mentale Riepilogo dell'elettrochimica
Questo riepilogo delle conoscenze sulla conduttività e sull'elettrolisi riassume e organizza i punti di conoscenza, coprendo tutti i contenuti principali, il che è molto comodo da apprendere per tutti. Adatto per la revisione e l'anteprima degli esami per migliorare l'efficienza dell'apprendimento. Affrettati a ritirarlo per imparare insieme!
Modificato alle 2024-11-01 10:29:13Il s'agit d'une carte mentale sur les anévrismes intracrâniens, avec le contenu principal, notamment: le congé, l'évaluation d'admission, les mesures infirmières, les mesures de traitement, les examens auxiliaires, les manifestations cliniques et les définitions.
Il s'agit d'une carte mentale sur l'entretien de comptabilité des coûts, le principal contenu comprend: 5. Liste des questions d'entrevue recommandées, 4. Compétences de base pour améliorer le taux de réussite, 3. Questions professionnelles, 2. Questions et réponses de simulation de scénarios, 1. Questions et réponses de capacité professionnelle.
Il s'agit d'une carte mentale sur les méthodes de recherche de la littérature, et son contenu principal comprend: 5. Méthode complète, 4. Méthode de traçabilité, 3. Méthode de vérification des points, 2. Méthode de recherche inversée, 1. Méthode de recherche durable.
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Riepilogo dell'elettrochimica
soluzione elettrolitica
Mobilità elettrica e numero di migrazione degli ioni
Mobilità ionica (mobilità ionica): u r=u*dE/dl Lo ione positivo dello ione idrogeno ha la massima mobilità elettrica e lo ione negativo idrossido ha la massima mobilità elettrica
Numero di migrazioni t₁ t₁=I₁/I t1 t2=1
La relazione tra numero di migrazione e mobilità elettrica: t₁=u₁/u₂ u₁
Vari ioni: t₁=Q₁/Q=I₁/I ∑t₁ ∑t₂=1
Determinazione del numero di migrazione ionica: ① Metodo Hittorf (viene misurato il numero di migrazione apparente o numero di migrazione Hittorf), ② Metodo del movimento dell'interfaccia, ③ Metodo della forza elettromotrice
conduttanza della soluzione elettrolitica
Conduttanza: Il reciproco della resistenza è la conduttanza R=1/G
Conduttività κ: G=κA/l A è l'area, l è la lunghezza. Unità: S/m
Conduttività molare Λm: si riferisce alla conduttanza di una soluzione contenente 1 mol di elettrolita quando è posta tra gli elettrodi paralleli di una cella di conducibilità distanziati di una distanza unitaria Λm=κ/c Unità: S*m²/mol
Costante di cella di conducibilità Kcell: Kcell=l(lunghezza)/A(area)=κ(conduttività)*R(resistenza)
La relazione tra conducibilità e concentrazione
Entro un certo intervallo di concentrazioni, la conduttività di un elettrolita forte aumenta all'aumentare della concentrazione, per poi diminuire all'aumentare della concentrazione. La conduttività di un elettrolita debole non cambia significativamente con la concentrazione, poiché il grado di dissociazione diminuisce all'aumentare della concentrazione;
Immagine: κ-c
Conduttività molare in funzione della concentrazione
Elettrolita forte Λm = Λ∞m (1-β√c), cioè, quando la concentrazione è estremamente diluita (inferiore a 0,001 mol/L), Λm e √c dell'elettrolita forte sono linearmente correlati Λm e √c dell'elettrolita debole; sono in condizioni estremamente diluite. c non è ancora una relazione lineare.
Immagine: Λm-√c
La legge del movimento indipendente degli ioni e la conduttività molare degli ioni
In una soluzione infinitamente diluita, ogni ione si muove indipendentemente e il valore Λ∞m dell'elettrolita può essere considerato come la somma delle conduttività molari limite dei due ioni. 1-1 elettrolita di tipo valenza Λ∞m=Λ∞m ( ) Λ∞m (-); elettroliti di diversi tipi di valenza come CaCl2, Λ∞m=Λ∞m (Ca2 ) 2Λ∞m (Cl-)
Come trovare la conducibilità molare limite degli elettroliti deboli: Λ∞m (HAc) = Λ∞m (HCl) Λ∞m (NaAc) - Λ∞m (NaCl)
Soluzione elettrolitica forte di tipo 1-1: t =Λm /Λm t∞ =Λ∞m /Λ∞m Λm=zuF (Questa formula si applica sia alla conduttività molare degli ioni positivi e negativi che alla conduttività molare finale.
applicazione
Testare la purezza dell'acqua
Calcolare il grado di dissociazione e la costante di dissociazione di un elettrolita debole
Grado di dissociazione α=Λm/Λ∞m Λm=α(u- u )F Λ∞m=(u- u )F
Misurazione della solubilità di sali scarsamente solubili
κ (AgCl) = κ (soluzione) - κ (H₂O) Λm (AgCl) = κ (AgCl)/c (AgCl). Nota che l'unità di c trovata qui è mol/m3, ma tieni presente che la domanda richiede mol . /m3 o mol/dm3 (L)
titolazione conduttimetrica
Il punto di svolta è il punto finale della titolazione
Concetti di base e leggi dell'elettrolisi in elettrochimica
Conduttore elettronico: si basa sul movimento direzionale degli elettroni liberi per condurre l'elettricità e non subisce cambiamenti chimici durante il processo di conduzione. Caratteristiche: All'aumentare della temperatura, la resistenza aumenta
Conduttore ionico: conduce l'elettricità basandosi sul movimento direzionale degli ioni (cioè migrazione direzionale degli ioni). Caratteristiche: La temperatura aumenta, la resistenza diminuisce
Legge dell'elettrolisi di Faraday: ① La quantità di sostanza che subisce un cambiamento chimico sull'elettrodo (cioè sull'interfaccia bifase) è proporzionale alla quantità di carica introdotta; ② Se più celle elettrolitiche sono collegate in serie, dopo aver superato una certa quantità di carica, la quantità di sostanze chimicamente modificate sugli elettrodi di ciascuna cella elettrolitica sarà uguale.
Q=zFξ F=96500C/mol
Q=It
Efficienza attuale: calcolata secondo la legge dell'elettrolisi di Faraday: carica teorica richiesta/carica effettiva consumata *100%
Attività media e fattore medio di attività degli elettroliti
Attività: a
Molarità: m
Fattore di attività: γ
1-1 tipo di valenza: a±= (γ±)*(m±)/mΘ mΘ è l'unità di correzione
Altri tipi di prezzo
forza ionica
I=0,5∑ (mB) (Z²B) B: Tutti gli ioni nella soluzione ZB: La valenza dello ione (Libro 36 Esempio 8.10)
Teoria della soluzione elettrolitica forte
effetto relax
Prendiamo come esempio quello con ioni positivi al centro e ioni negativi alla periferia. Sotto l'azione di un campo elettrico esterno, gli ioni positivi centrali si spostano verso il catodo e lo stato di equilibrio dell'atmosfera ionica periferica viene danneggiato. Tuttavia, a causa della forza di Coulomb, gli ioni devono ricostruire una nuova atmosfera ionica e allo stesso tempo l’atmosfera ionica originale deve essere smantellata. Ma che si tratti di creare una nuova atmosfera ionica o di smantellare una vecchia atmosfera ionica, ci vuole un certo tempo. Questo tempo è chiamato tempo di rilassamento. Poiché gli ioni sono sempre in movimento, la nuova atmosfera ionica dello ione centrale non è stata completamente stabilita e la vecchia atmosfera ionica non è stata completamente smantellata, formando un'atmosfera ionica asimmetrica. Questa atmosfera ionica asimmetrica crea una resistenza al movimento dello ione centrale nel campo elettrico, spesso chiamata forza di rilassamento. Riduce la velocità di movimento degli ioni, riducendo così la conduttività molare.
effetto elettroforetico
Sotto l'azione di un campo elettrico esterno, lo ione centrale e le sue molecole solvatate si muovono contemporaneamente in una certa direzione, mentre l'atmosfera ionica con cariche opposte si muove nella direzione opposta insieme alle molecole solvatate, aumentando così la viscosità e bloccando il Il movimento degli ioni in una soluzione è chiamato effetto elettroforetico. Riduce la velocità del movimento degli ioni e quindi la conduttività molare.
Elettrolisi e polarizzazione
Tensione di decomposizione
Un dispositivo che converte l'energia elettrica in energia chimica è chiamato cella elettrolitica
Tensione di decomposizione teorica
La tensione minima che deve essere applicata per consentire l'elettrolisi continua di una soluzione elettrolitica è chiamata tensione di decomposizione teorica.
E (decomposizione teorica) = E (reversibile)
Tensione di decomposizione effettiva
Tensione di decomposizione effettiva > tensione di decomposizione reversibile
Motivo: polarizzazione degli elettrodi
polarizzazione
polarizzazione degli elettrodi
Quando una corrente passa attraverso un elettrodo, il potenziale dell'elettrodo si discosta dal suo valore reversibile.
Sovrapotenziale/sovrapotenziale
La differenza tra il potenziale dell'elettrodo ψ irreversibile e ψ reversibile ad una certa densità di corrente
Causa
polarizzazione della concentrazione
Durante il processo di elettrolisi, è causata dalla differenza di concentrazione tra la concentrazione della soluzione vicino all'elettrodo e la concentrazione della soluzione massiva (riferita alla soluzione lontana dall'elettrodo e con concentrazione uniforme). Il motivo principale è che la velocità di diffusione degli ioni non è direttamente proporzionale alla velocità di reazione.
Polarizzazione resistiva
polarizzazione elettrochimica
La tensione applicata deve essere maggiore della forza controelettromotrice della batteria
sovrapotenziale elettrochimico
La tensione aggiuntiva applicata per far sì che la reazione dell'elettrodo proceda senza intoppi è chiamata sovrapotenziale elettrochimica
motivo
Poiché la reazione dell'elettrodo viene solitamente effettuata in più fasi, una di queste fasi può avere una velocità di reazione relativamente lenta e richiedere un'energia di attivazione relativamente elevata.
curva di polarizzazione
cella elettrolitica
curva otto invertita
Batteria primaria
Curva otto positiva
La curva di polarizzazione dell'elettrodo negativo nella batteria primaria è la curva di polarizzazione dell'anodo.
Il sovrapotenziale fa aumentare il potenziale dell'elettrodo anodico e diminuire il potenziale dell'elettrodo catodico
Reazioni concorrenti sugli elettrodi durante l'elettrolisi
Precipitazione dei metalli e sovrapotenziale dell'idrogeno
Più il catodo è negativo, più è stabile, mentre più l'anodo è positivo, più è stabile.
Separazione degli ioni metallici
applicazione
Corrosione elettrochimica dei metalli
Corrosione causata da reazione elettrochimica dovuta alla formazione di microbatterie quando la superficie metallica è a contatto con il mezzo.
Corrosione da evoluzione dell'idrogeno
Corrosione che assorbe ossigeno
La corrosione per assorbimento di ossigeno è più facile da eseguire rispetto alla corrosione per evoluzione di idrogeno in condizioni acide
Anticorrosivo del metallo
Strato protettivo non metallico
Colore
strato protettivo metallico
cromato
Protezione elettrochimica
Metodo di protezione catodica dell'anodo sacrificale
Tramite alimentatore esterno
Aggiungere la protezione inibitrice della corrosione
Rallentare la velocità dei processi catodici o anodici o rivestire la superficie dell'elettrodo per prevenire la corrosione.
passivazione del metallo
fonte di energia chimica
batteria primaria
Le sostanze reattive nella batteria non possono essere riutilizzate dopo essere state scaricate attraverso una reazione elettrochimica.
batteria a secco
Batteria zinco-aria
batteria secondaria
Dopo che la batteria si è scaricata, il materiale attivo può essere ripristinato tramite il metodo di carica prima di essere nuovamente scaricato e il processo di carica e scarica può essere ripetuto più volte in un ciclo.
Batteria al piombo
PbO₂(s) Pb(s) 2H₂SO₄(aq)=2PbSO₄(s) 2H₂O(l)
cella a combustibile
Dispositivo che converte l'energia chimica di un combustibile direttamente in energia elettrica
agente depolarizzante
depolarizzatore catodico
Depolarizzatore anodico