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电化学的兴起

来源:未知作者:谭飞鸣 点击:所属专题: 近代化学
18世纪,物理学家已经对静电有了相当多的了解,例如区分了正电和负电、导体和非导体;发明了巨大的起电器和有效的贮电瓶──莱顿瓶;弄清了正负电间的相互作用力与电量、两极间距离之间的关系;认识到了静电感应现象;发明了验电器等等。化学家则发现了电火花可以引起氢氧、氮

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    18世纪,物理学家已经对静电有了相当多的了解,例如区分了正电和负电、导体和非导体;发明了巨大的起电器和有效的贮电瓶──莱顿瓶;弄清了正负电间的相互作用力与电量、两极间距离之间的关系;认识到了静电感应现象;发明了验电器等等。化学家则发现了电火花可以引起氢氧、氮氧间的化学反应,但那时还没有能产生稳定电流的装置。  

    伏打电堆 1786年意大利解剖学家L.伽伐尼在偶然中发现了金属对青蛙肌肉所引起的抽搐现象。1880年意大利物理学家A.伏打辨明了这一现象源于两种金属之间的接触,并发明了以银、铜为极板的伏打电堆,接着又发明了所谓“杯冕”电堆,即世界上第一具可以提供持续、稳定电流的实用铜锌电池。他在研究金属起电现象的过程中发现了金属的如下起电顺序:   

锌—铅—锡—铁—铜—银—金—石墨

其中任何两种金属相接触时,都是位序在前的一种带正电,后面一种带负电。  

    电解 发明伏打电堆的消息传出后,化学家们立即使用这种新装置来研究电所引起的化学反应。1800年英国化学家W.尼科尔森和A.卡莱尔用伏打银锌电堆实现了水的电解,证明了水的化学组成是氢和氧。1806年左右,英国化学家H.戴维发现了金属盐类水溶液在电解时,正负电极附近溶液中产生了酸和碱,证明溶液中的盐在电的作用下发生了分解反应,从而启发他提出了金属与氧之间的化学亲合力实质上是一种电力吸引的见解。这一事实和见解启发了贝采利乌斯提出了各种原子和分子都是偶极体,但却净荷不同的电性的学说,认为不同原子间的结合都是源于这种电性而产生的吸引力。这一假说即所谓“电化二元论”。1807年戴维用强力的伏打电堆实现了对苛性钾和苛性钠的电解,制得了金属钾和钠。接着又电解了石灰、氧化锶和氧化钡,于是主要的碱金属和碱土金属先后都被发现。1886年法国化学家H.穆瓦桑于-23℃的低温下电解无水电化学的兴起氢氟酸和氟氢化钾的混合物,终于分离出了单质氟。  

    电化当量 1830~1833年间,英国科学家M.法拉第致力于电流引起化学效应的研究,提出了一系列专门术语,如电极、正负极、离子、正负离子、电解质、电解作用等。不过他赋予这些术语的含义与今天的不同。他注意到了纯水和固体氯化铅是非导体,熔融的硝酸钾、硫酸钠、氯化铅等则是导电体。1833年法拉第又通过一系列实验发现,电解出的物质量与通过的电流之间存在着正比关系,而电池的电压以及电解槽的电场强度并不影响电解量,只影响电解速率。他还发现,当相同的电量通过电路时,电解出的不同物质的相对量正比于它们的化学当量。他把这个量称为电化当量。但他从没有试图去找出电化当量与化学当量出现一致性的内在联系,更没有把这项发现引伸,与原子量的测定联系起来。所以这个规律直到半个世纪以后,当原子-分子学说确立时,才引起化学家们的注意。在电化学研究过程中,法拉第发明了最早的量电计(1902年后改称库仑计),即在电路中串联一个电解水的电解槽,根据电解过程中释放出的氢气或氧气的体积来衡量流过的电流量。                        

 

(责任编辑:化学自习室)
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