电解质溶液
法拉第定律:Q=nzF m=
t+=
=
=
=
=
r+为离子移动速率,U+( U-)为正(负)离子的电迁移率(亦称淌度)。
近似:
(浓度不太大的强电解质溶液)
离子迁移数:tB=
=
=
+
=1
电导:G=1/R=I/U=kA/l
电导率:k=1/ρ 单位:S·m-1 莫尔电导率:Λm=kVm=k/c 单位S·m2·mol-1
科尔劳乌施经验式:Λm=
离子独立移动定律:
=
奥斯特瓦儿德稀释定律:
=
平均质量摩尔浓度:
=
平均活度系数:
=
平均活度:
=
=
电解质B的活度:aB=
=
m+=v+mB m-=v-mB
离子强度:I=
德拜-休克尔公式:lg
=-A|z+z--|
可逆电池的电动势及其应用
(ΔrG)T,p=-Wf,max (ΔrGm)T,p=zEF
Nernst Equation:若电池反应为 cC+dD=gG+hH
E=Eφ-
标准
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电动势Eφ与平衡常数Kφ的关系:Eφ=
还原电极电势的计算公式:
=
计算电池反应的有关热力学函数变化值:
=
=-zEF+
QR=T
=
zF
zF
=
电极书面表示所采用的规则:负极写在左方,进行氧化反应(是阳极),正极写在右方,进行还原反应(是阴极)
电动势测定的应用:
(1) 求热力学函数变量ΔrGm、ΔrGmΦ、
、
及电池的可逆热效应QR等。
(2) 求氧化还原反应的热力学平衡常数KΦ值:KΦ=
EΦ=
E=
(3) 求难溶盐的溶度积Ksp、水的离子积Kw及弱酸弱碱的电离常数等。
(4) 求电解质溶液的平均活度系数
和电极的
值。
(5) 从液接电势求离子的迁移数。Pt,H2(p)|HCl(m)|HCl(m’)| H2(p),Pt
1-1价型:Ej=
E=Ec+Ej=
高价型:Mz+Az-(m1)|Mz+Az-(m2) Ej=
(6) 利用醌氢醌电极或玻璃电极测定溶液的pH
电解与极化作用
E分解=E可逆+ΔE不可逆+IR
ΔE不可逆=η阴+η阳
η阴=(φ可逆-φ不可逆)阴 η阳=(φ不可逆-φ可逆)阳
φ阳,析出=φ阳,可逆+η阳 φ阴,析出=φ阴,可逆-η阴
η=a+blnj
E(实际分解)=E(理论分解)+η(阴)+η(阳)+IR
对电解池,由于超电势的存在,总是使外加电压增加而多消耗电能;对原电池,由于超电势的存在,使电池电动势变小而降低了对外作功的能力。
在阴极上,(还原)电势愈正者,其氧化态愈先还原而析出;同理,在阳机上,则(还原)电势愈负者其还原态愈先氧化而析出。(需外加电压小)
化学反应动力学
半衰期法计算反应级数:
kp=kc(RT)1-n Ea-Ea’=Q
化学反应动力学基础二:
ZAB=
=
μ=
若体系只有一种分子:
ZAA=
=
碰撞参数:b=dABsinθ
碰撞截面:
反应截面:
kSCT(T)=
kSCT(T)=
=
几个能量之间的关系:Ea=Ec+RT/2=E0+mRT=
式中
是反应物形成活化络合物时气态物质的代数和,对凝聚相反应,
=0。对气相反应也可表示为:Ea=
(式中n为气相反应的系数之和)
原盐效应:
弛豫法:36.79%
对峙反应
的表达式
k1+k-1
k2([A]e+[B]e)+k-1
K1+2k-2xe
k2([A]e+[B]e)+k-2([G]e+[H]e)
界面现象
与T的关系:
两边均乘以T,
,即
的值将随温度升高而下降,所以若以绝热方式扩大表面积,体系的温度必将下降。
杨-拉普拉斯公式:ps
为曲率半径,若为球面
ps=
,平面
ps
。液滴愈小,所受附加压力愈大;液滴呈凹形,R‘为负值,ps为负值,即凹形面下液体所受压力比平面下要小。
毛细管:ps=
=Δρgh Δρgh=
(R为毛细管半径)
开尔文公式:p0和p分别为平面与小液滴时所受的压力
对于液滴(凸面R‘>0),半径愈小,蒸汽压愈大。
对于蒸汽泡(凹面R‘<0),半径愈小,蒸汽压愈小。
两个不同液滴的蒸汽压:
溶液越稀,颗粒越大。
液体的铺展:
非表面活性物质使表面张力升高,表面活性物质使表面张力降低。
吉不斯吸附公式:
为表面超额
若
,
>0,正吸附;
,
<0,负吸附。
表面活性物质的横截面积:Am=
粘附功:
Wa值愈大,液体愈容易润湿固体,液固界面愈牢。
内聚功:
浸湿功:
铺展系数:
,液体可在固体表面自动铺展。
接触角:
Langmuir等温式:
θ:表面被覆盖的百分数。
离解为两个分子:
混合吸附:
即:
BET公式:
弗伦德利希等温式:
乔姆金吸附等温式:
吸附剂的总表面积:S=AmLn n=Vm/22400cm3mol-1
气固相表面催化反应速率:单分子反应:
(产物吸附很弱)
(产物也能吸附)
双分子反应:
(AB都吸附)
(AB均吸附,但吸附的B不与吸附的A反应)
(B不吸附)
胶体分散体系和大分子溶液
布朗运动公式:
(D为扩散系数)
球形粒子的扩散系数:
渗透压:
渗透力:F=
扩散力=-F
沉降平衡时粒子随高度分布公式:
瑞利公式:
电势 表面电势
Stern电势
电解质浓度增加
电势减小。
电泳速度:
k=6时为电泳,k=4时为电渗。
大分子稀溶液渗透压公式: