Galería de mapas mentales Resumen de electroquímica
Este resumen de conocimientos sobre conductividad y electrólisis resume y organiza los puntos de conocimiento, cubriendo todos los contenidos básicos, lo cual es muy conveniente para que todos aprendan. Adecuado para revisión y vista previa de exámenes para mejorar la eficiencia del aprendizaje. ¡Date prisa y recógelo para aprender juntos!
Editado a las 2024-11-01 10:29:13,Find a streamlined guide created using EdrawMind, showcasing the Lemon 8 registration and login flow chart. This visual tool facilitates an effortless journey for American users to switch from TikTok to Lemon 8, making the transition both intuitive and rapid. Ideal for those looking for a user-centric route to Lemon 8's offerings, our flow chart demystifies the registration procedure and emphasizes crucial steps for a hassle-free login.
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Resumen de electroquímica
solución de electrolito
Movilidad eléctrica y número de migración de iones.
Movilidad iónica (movilidad iónica): u r=u*dE/dl El ion hidrógeno positivo tiene la mayor movilidad eléctrica y el ion negativo hidróxido tiene la mayor movilidad eléctrica
Número de migraciones t₁ t₁=I₁/I t1 t2=1
La relación entre número de migración y movilidad eléctrica: t₁=u₁/u₂ u₁
Varios iones: t₁=Q₁/Q=I₁/I ∑t₁ ∑t₂=1
Determinación del número de migración de iones: ① Método de Hittorf (se mide el número de migración aparente o número de migración de Hittorf), ② Método de movimiento de interfaz, ③ Método de fuerza electromotriz
conductancia de la solución electrolítica
Conductancia: El recíproco de la resistencia es la conductancia R=1/G.
Conductividad κ: G=κA/l A es el área, l es la longitud Unidad: S/m.
Conductividad molar Λm: se refiere a la conductancia cuando una solución que contiene 1 mol de electrolito se coloca entre electrodos paralelos de una celda de conductividad espaciados a una distancia unitaria Λm=κ/c Unidad: S*m²/mol
Constante de celda de conductividad Kcell: Kcell=l(longitud)/A(área)=κ(conductividad)*R(resistencia)
La relación entre conductividad y concentración.
Dentro de un cierto rango de concentración, la conductividad de un electrolito fuerte aumenta a medida que aumenta la concentración y luego disminuye a medida que aumenta la concentración; la conductividad de un electrolito débil no cambia significativamente con la concentración, porque el grado de disociación disminuye a medida que aumenta la concentración.
Imagen: κ-c
Conductividad molar en función de la concentración.
Electrolito fuerte Λm = Λ∞m (1-β√c), es decir, cuando la concentración es extremadamente diluida (por debajo de 0,001 mol/L), el Λm del electrolito fuerte tiene una relación lineal con √c; una relación lineal entre Λm y √ en condiciones extremadamente diluidas c todavía no es una relación lineal.
Imagen: Λm-√c
La ley del movimiento independiente de los iones y la conductividad molar de los iones.
En una solución infinitamente diluida, cada ion se mueve de forma independiente y el valor Λ∞m del electrolito puede considerarse como la suma de las conductividades molares límite de los dos iones. 1-1 electrolito de tipo valencia Λ∞m=Λ∞m ( ) Λ∞m (-) electrolitos de diferentes tipos de valencia como CaCl2, Λ∞m=Λ∞m (Ca2 ) 2Λ∞m (Cl-)
Cómo encontrar la conductividad molar límite de electrolitos débiles: Λ∞m (HAc) = Λ∞m (HCl) Λ∞m (NaAc) - Λ∞m (NaCl)
Solución de electrolito fuerte tipo 1-1: t =Λm /Λm t∞ =Λ∞m /Λ∞m Λm=zuF (Esta fórmula se aplica tanto a la conductividad molar de iones positivos y negativos como a la conductividad molar última.
solicitud
Pruebe la pureza del agua
Calcular el grado de disociación y la constante de disociación de un electrolito débil.
Grado de disociación α=Λm/Λ∞m Λm=α(u- u )F Λ∞m=(u- u )F
Medición de la solubilidad de sales poco solubles
κ (AgCl) = κ (solución) - κ (H₂O) Λm (AgCl) = κ (AgCl)/c (AgCl) Tenga en cuenta que la unidad de c que se encuentra aquí es mol/m3, pero tenga en cuenta que la pregunta requiere mol. ./m3 o mol/dm3 (L)
valoración conductimétrica
El punto de inflexión es el punto final de la titulación.
Conceptos básicos y leyes de electrólisis en electroquímica.
Conductor electrónico: conduce electricidad basándose en el movimiento direccional de electrones libres y no sufre cambios químicos durante el proceso de conducción. Características: A medida que aumenta la temperatura, aumenta la resistencia.
Conductor iónico: conduce electricidad basándose en el movimiento direccional de iones (es decir, migración direccional de iones). Características: La temperatura aumenta, la resistencia disminuye.
Ley de electrólisis de Faraday: ① La cantidad de sustancia que sufre un cambio químico en el electrodo (es decir, en la interfaz de dos fases) es proporcional a la cantidad de carga introducida; ② Si se conectan varias celdas electrolíticas en serie, después de pasar una cierta cantidad de carga, la cantidad de sustancias químicamente cambiadas en los electrodos de cada celda electrolítica será igual.
Q=zFξ F=96500C/mol
P=Eso
Eficiencia actual: calculada según la ley de electrólisis de Faraday: carga teórica requerida/carga real consumida *100%
Actividad media y factor de actividad medio de los electrolitos.
Actividad: una
Molaridad: m
Factor de actividad: γ
Tipo de valencia 1-1: a±= (γ±)*(m±)/mΘ mΘ es la unidad de corrección
Otros tipos de precios
fuerza iónica
I=0.5∑ (mB) (Z²B) B: Todos los iones en la solución ZB: La valencia del ion (Libro 36 Ejemplo 8.10)
Teoría fuerte de la solución de electrolitos.
efecto de relajación
Tomemos como ejemplo el que tiene iones positivos en el centro e iones negativos en la periferia. Bajo la acción de un campo eléctrico externo, los iones positivos centrales se mueven hacia el cátodo y se daña el estado de equilibrio de la atmósfera de iones periféricos. Sin embargo, debido a la fuerza de Coulomb, los iones tienen que reconstruir una nueva atmósfera iónica y, al mismo tiempo, hay que desmantelar la atmósfera iónica original. Pero ya sea que se trate de establecer una nueva atmósfera de iones o desmantelar una atmósfera de iones antigua, se necesita una cierta cantidad de tiempo. Este tiempo se llama tiempo de relajación. Debido a que los iones están siempre en movimiento, la nueva atmósfera iónica del ión central no se ha establecido por completo y la antigua atmósfera iónica no se ha desmantelado por completo, lo que forma una atmósfera iónica asimétrica. Esta atmósfera iónica asimétrica crea una resistencia al movimiento del ion central en el campo eléctrico, a menudo denominada fuerza de relajación. Reduce la velocidad de movimiento de los iones, reduciendo así la conductividad molar.
efecto electroforético
Bajo la acción de un campo eléctrico externo, el ion central y sus moléculas solvatadas se mueven simultáneamente en una determinada dirección, mientras que la atmósfera iónica con cargas opuestas se mueve en la dirección opuesta junto con las moléculas solvatadas, aumentando así la viscosidad y bloqueando El movimiento de iones en una solución se llama efecto electroforético. Reduce la velocidad de movimiento de los iones y, por tanto, la conductividad molar.
Electrólisis y polarización.
Tensión de descomposición
Un dispositivo que convierte energía eléctrica en energía química se llama celda electrolítica.
Tensión de descomposición teórica.
El voltaje mínimo que se debe aplicar para permitir la electrólisis continua de una solución electrolítica se llama voltaje de descomposición teórico.
E (descomposición teórica) = E (reversible)
Tensión de descomposición real
Tensión de descomposición real > tensión de descomposición reversible
Motivo: polarización del electrodo.
polarización
polarización de electrodos
Cuando una corriente pasa a través de un electrodo, el potencial del electrodo se desvía de su valor reversible.
Sobrepotencial/sobrepotencial
La diferencia entre el potencial del electrodo ψ irreversible y ψ reversible a una cierta densidad de corriente
Causa
polarización de concentración
Durante el proceso de electrólisis, es causada por la diferencia de concentración entre la concentración de la solución cerca del electrodo y la concentración de la solución a granel (refiriéndose a la solución alejada del electrodo y con concentración uniforme). La razón principal es que la velocidad de difusión de iones no es directamente proporcional a la velocidad de reacción.
polarización resistiva
polarización electroquímica
El voltaje aplicado debe ser mayor que la fuerza contraelectromotriz de la batería.
sobrepotencial electroquímico
El voltaje adicional aplicado para que la reacción del electrodo se desarrolle sin problemas se llama sobrepotencial electroquímico.
razón
Dado que la reacción del electrodo normalmente se lleva a cabo en varios pasos, uno de estos pasos puede tener una velocidad de reacción relativamente lenta y requerir una energía de activación relativamente alta.
curva de polarización
celda electrolitica
curva ocho invertida
batería primaria
Curva ocho positiva
La curva de polarización del electrodo negativo de la batería primaria es la curva de polarización del ánodo.
El sobrepotencial hace que el potencial del electrodo anódico aumente y el potencial del electrodo catódico disminuya.
Reacciones competitivas en electrodos durante la electrólisis.
Precipitación de metales y sobrepotencial de hidrógeno.
Cuanto más negativo es el cátodo, más estable es y cuanto más positivo es el ánodo, más estable es.
Separación de iones metálicos.
solicitud
Corrosión electroquímica de metales.
Corrosión provocada por reacción electroquímica debido a la formación de microbaterías cuando la superficie del metal está en contacto con el medio.
Corrosión por evolución de hidrógeno
Corrosión por absorción de oxígeno
La corrosión por absorción de oxígeno es más fácil de producir que la corrosión por evolución de hidrógeno en condiciones ácidas.
Anticorrosión de metales
Capa protectora no metálica
Pintar
capa protectora metálica
cromado
Protección electroquímica
Método de protección catódica del ánodo de sacrificio.
A través de fuente de alimentación externa
Agregue protección inhibidora de corrosión
Reduzca la velocidad de los procesos catódicos o anódicos, o cubra la superficie del electrodo para evitar la corrosión.
pasivación de metales
fuente de energía química
batería primaria
Las sustancias reactivas de la batería no se pueden volver a utilizar después de descargarse mediante una reacción electroquímica.
batería de celda seca
Batería de zinc-aire
batería secundaria
Una vez descargada la batería, el material activo se puede restaurar mediante el método de carga antes de descargarse nuevamente, y el proceso de carga y descarga se puede repetir muchas veces en un ciclo.
batería de plomo ácido
PbO₂(s) Pb(s) 2H₂SO₄(ac)=2PbSO₄(s) 2H₂O(l)
pila de combustible
Dispositivo que convierte la energía química de un combustible directamente en energía eléctrica.
agente despolarizante
despolarizador catódico
Despolarizador anódico