德润天成
第4章 电化学原理及应用 5课时 教学目标及基本要求 1. 明确原电池及相关的概念。了解电极的分类，了解电极电势的概念。 2. 能用能斯特方程式进行有关计算。能应用电极电势的数据判断氧化剂、还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度。 3. 了解摩尔吉布斯自由能变与原电池电动势，标准摩尔吉布斯自由能变与氧化还原反应平衡常数的关系。 4. 了解电解、电镀、电抛光的基本原理，了解它们在工程上的应用。了解金属腐蚀及防护原理。 教学重点 1. 原电池符号的书写 2. 影响电极电势的因素 3. 电极电势与吉布斯的关系 4. 电极电势的应用 教学难点 1. 电极类型 2. 能斯特方程及相关计算 3. 应用电极电势判断氧化剂、还原剂的相对强弱 本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 本章采用多媒体结合板书的方式进行教学。 在教学过程中注意 1. 原电池的设计 2. 浓度、酸度对电极电势的影响 3. 电极电势的应用 主要教学内容 原电池（Electrochemical cell） 任何自发进行的氧化还原 (oxidation-reduction) 反应，只要设计适当，都可以设计成原电池 用以产生电流。 原电池的结构与工作原理 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) 负极 Zn(s) → Zn2+(aq)+2e-(Oxidation) 正极 Cu 2+(aq)+2e-→ Cu(s) (Reduction) 总反应： Zn(s)+ Cu2+(aq) → Zn2+(aq)+ Cu(s) 原电池的符号（图式） (cell diagram) 表示 : 如铜 - 锌原电池 , : Zn ∣ ZnSO 4(c1) ┊┊ CuSO 4(c2) ∣ Cu 规定： (1) 负极 (anode) 在左边，正极 (Cathode) 在右边，按实际顺序从左至右依次排列出各个相的组成及相态; (2) 用单实竖线 表示相界面 , 用双虚竖线 表示盐桥; (3) 溶液注明浓度，气体注明分压; (4) 若溶液中含有两种离子参加电极反应, 可用逗号隔开，并加上惰性电极. 电极类型 按氧化态、还原态物质的状态分类： 第一类电极： 元素与含有这种元素离子的溶液一起构成的电极。 (1) 金属──金属离子电极： Zn 2+| Zn ；Cu 2+| Cu ；Ni 2+| Ni (2) 气体 —— 离子电极： H + |H2(g) | Pt 2H + + 2e-＝ H 2(g) Cl -| Cl2(g) | PtCl2(g) + 2e-＝2Cl - 第二类电极： (1) 金属──金属难溶盐电极： 甘汞电极： Cl -|Hg2Cl 2(s)| Hg Hg 2Cl 2(s) + 2e-＝ 2 Hg (s) + 2 Cl- 银－氯化银电极： Cl -| AgCl(s) | Ag AgCl(s) + e-＝ Ag (s) + Cl- (2) 金属──难溶金属氧化物电极： 锑 — 氧化锑电极： H ,H2O(g) | Sb2O 2(s) |Sb Sb 2O 2(s) + 6 H+ + 6 e-＝ 2Sb +3H2O(g) 第三类电极 : 氧化还原电极： MnO 4-，Mn 2+| Pt 2 MnO4-+ 16H+ + 10e-→ 2Mn2++8H2O 电极电势 + 双电层理论 原电池能够产生电流说明在电池的两个电极之间有电势差，构成原电池的两个电极各自具有不同的电势。 -Z+ M(s) - Ze --> M （aq ） 在金属表面与附近溶液间形成双电层，产生电势差。 每一个电极的电势称为电极电势 。 电极电势的测量 电极电势是强度性质。同时不能测定电极电势的绝对值，只能用电位差计测出两电极电势的差值。 通常选择标准氢电极作为比较的标准，规定标准氢电极电势为零。 标准氢电极的组成如图 将镀有铂黑的铂片浸入 c （H +）=的溶液中，通入压力为 100kPa 的纯氢气流，使氢气冲打铂片并建立平衡： 2H +（aq ）+2e-H 2（g ） 标准氢电极表示为： H +() │ H2(100kPa) │ Pt 并规定，标准氢电极电势恒为零。记为 ; =0V 测定其他电极的标准电极电势时，可将标准态的待测电极与标准氢电极组成原电池，测定原电池的电动势，即可确定电极的标准电极电势 E （电极） E Θ= E Θ( 正 )- E Θ( 负 ) 例 E θ(Cu2+/ Cu ) 的测量 Pt|H2(g, 105Pa)|H+()|| Cu2+()|Cu 测出 E θ＝ Θ E ＝ E (Cu/ Cu ) － E (H/ H2) E (Cu/ Cu ) ＝ E ＋ E (H/ H2) ＝ － 0 ＝ ( 电极电势的测定 ) θ 2+ θ θ + θθ2+θ+ 由于氢标准电极携带不便，常用饱和甘汞电极来代替。饱和甘汞电极由糊状的 Hg 2Cl 2和 KCl 饱和溶液组成。表示为 Cl -( 饱和 )| Hg2Cl 2(s)|Hg 电极反应 : Hg2Cl 2 (s)+2e-2Hg+2Cl 时 E{ Hg2Cl 2 (s)/Hg }= 附表 11 列出了标准电极电势 电极电势的影响因素 （1） Nernst 方程式 非标准状态下的电极电势不仅与电极自身的组成有关，还与所处的条件有关 ( 温度，浓度 , pH 值等 ). 电极反应通式： aO+ze-bR 热力学研究表明 , 非标准态下的电极电势为 : - E (electrode) = E -1 -1 (electrode) + () R= ; T-K; z- 电极反应中电子的化学计量数 ; F= 96485C .mol 简化式 : -1 E( 电极 )= E ( 电极 )+ () 应用 Nernst 方程式应注意： 1）浓度以化学计量数为指数 2）纯 l 、 s 物质的浓度不列入方程中： 例： Cu （s ） +2Ag+(aq)=2Ag(s)+Cu2+ (aq) 3） 气体用相对分压 ， 浓度用相对浓度 - 例： O 2(g)+2H2O(l)+4e←→4OH 4） 有 H 或 OH 参与反应，应列入 Nernst 方程中 MnO 4-/Mn2+电对 MnO 4 (aq)+8H(aq)+5e←→Mn(aq)+4H2 O(l) -+ 2+ + - 5） E （ O/R ）的 值与电极反应方程式书写无关 例，计算 OH -浓度为 ·dm -3时，氧的电极电势 [P(O2)=100Kpa T=] 解： O 2(g)+2H2O(l)+4e←→4OH- (aq) =·dm -3时 = = 电极反应写成： 1/2 O2(g)+H2O(l)+2e=2OH- (aq) 从上可知， 电极电势 与反应式书写无关 （2） Nernst 方程式讨论： • c(O) ——氧化态一侧各物质浓度的乘积 c(R ) ——还原态一侧各物质浓度的乘积 • 固体、纯液体（ H 2O ）不列入方程式中 • • • • 改变物质的浓度可以改变电极电势的大小 电极物质自身浓度发生变化 溶液的酸度发生变化 生成沉淀使电极物质浓度发生变化 • 生成配合物使电极物质浓度发生变化 例 计算 Cr 2O 72-/Cr3+电对在 pH=1 和 pH=6 是的电极电势。 时，设 c(Cr2O 7)=c (Cr) 1mol·dm 。 2-+3+ 解： Cr 2O 7+14H+6e-= 2Cr+ 7H2O 2-3+ -3 E(Cr2O 7/Cr) = E(Cr2O 7/Cr) + () lg= () lg {c( H+) /cθ} 14 = － 当 pH=1 时， E(Cr2O 72-/Cr3+) ＝ 当 pH=6 时， E(Cr2O 7/Cr) ＝ 可见：含氧酸及含氧酸盐的电极电势极大地受酸度的影响。 电动势电极电势 E 与 的关系 ) 等于原电池可做的最大功 W max. 2-3+ 2-3+θ2-3+ 在等温等压下，吉布斯自由能的减小 (- - 即 : = W max =QE=z () FE () 若过程处于标准状态，则 , 电极电势的应用 （1）比较氧化剂和还原剂的相对强弱 . () 越小， Re 还原强 若 Ox/Re 在标态下： 越大， Ox 氧化性强 /V 电极反应 例：电对 标准电极电势 Sn 4+/Sn2++ Sn4++2e←→Sn2+ Cu 2+/ Cu + Cu2++2e←→Cu Fe 3+/Fe2++ Fe3++e←→Fe2+ 最大 Fe 3+是最强氧化剂 最小 Sn 2+是最强还原剂 •判断反应发生的方向 任一反应判据：ΔG 而 ΔG = - zFE ≤ 0 而 z > 0 F > 0 反应自发性的判据为： E > 0 自发 即： E （正） > E（负） 反应自发 例： pH= 介质中判断下列反应进行的方向 2MnO 4-(aq)+16H+(aq)+10Cl-(aq) = 2Mn2+(aq)+5Cl2(g)+8H2O(l) 解：已知： = + 假设其反应正向进行，则 Cl 2/Cl作负极， MnO 4/Mn为正极 MnO 4-+8H+(aq)+5e = Mn2++4H2 O(l) --2+ = + 故 Cl 2/Cl-应为正极； 所以，反应逆向进行 • 氧化还原进行程度的判断 () 例：由标准钴电极与标准氯电极组成原电池测得其电动势为 . 此时钴电极为负极。已知 = 问 （1） =? （2） 反应方向 . （3） =? （4） 当 [Co2+]= mol·dm -3时 E= ？ 解： Co+Cl2==Co2++ 2Cl- • = – 如 E （+） > E （-） 则反应 自发 而 (3) (正 ) = > （负） = – ∴ 正向自发 (4) = 化学电源 干电池 （1）锌锰干电池 负极： 锌片（锌皮） 正极： MnO 2、石墨棒（碳棒） 电解质： NH 4Cl 、 ZnCl 2、淀粉 电极反应 负极： Zn - 2e-= Zn 正极： MnO 2+ 2 NH4+ +2e-→ Mn2O 3+ 2NH3+ H2O 总反应： Zn + MnO2+ 2 NH4+→ Zn2++ Mn2O 3+ 2NH3+H2O 电池符号 Zn │ ZnCl2、 NH 4Cl │ MnO2， C 碱性锌锰电池： Zn │ ZnCl2、 KOH │ MnO2， C 电压： （2） 锌汞电池 负极： Zn （汞齐） 正极： HgO 、碳粉 电解质： 饱和 ZnO 、 KOH 糊状物 电极反应 负极： Zn (汞齐) + 2 OH→ ZnO + H2O + 2e 正极： HgO + H2O +2e-→ Hg +2OH- 总反应： Zn (汞齐) + HgO → ZnO + Hg 电池符号： Zn (汞齐) │ KOH ( 糊状，含饱和 ZnO) │ HgO （C ） 电压： 蓄电池 铅蓄电池 负极： Pb-Sb 格板中填充海绵状 Pb 正极： Pb-Sb 格板的孔穴中填充 PbO2 电解质：稀硫酸（30% 密度： .cm-3） --2+ 放电时的电极反应 负极 (Pb 极 ) ： Pb + SO4 = PbSO4+ 2e( 氧化 ) 正极（PbO 2极）： PbO 2+ 4H++ SO42- + 2e-= PbSO4+ 2H2O （还原） 总反应： PbO 2+ Pb + 2H2SO 4= 2 PbSO4+ 2H2O 充电时的电极反应 负极 (Pb 极 ) ： PbSO 4+ 2e-= Pb + SO42- 正极（PbO 2极）： PbSO 4+ 2H2O = PbO2+ 4H+ + SO42- + 2e- 2-- 总反应： 2 PbSO4+ 2H2O = PbO2+ Pb + 2H2SO 4 电动势： 新型燃料电池和高能电池 • 燃料电池 还原剂（燃料）： H 2联氨（ NH 2-NH 2） CH 3OH CH 4—— 负极 氧化剂 ： O 2空气 —— 正极 电极材料： 多孔碳、多孔镍， Pt Pd Ag 等贵金属（催化剂） 电解质： 碱性、酸性、固体电解质、高分子等 碱性氢 — 氧燃料电池 负极（燃料极） —— 多孔碳或多孔镍（吸附H 2） 正极（空气极） —— 多孔性银或碳电极（吸附O 2） 电解液 ——30%KOH 溶液，置于正负极之间。 电池符号： （C ） Ni │ H2│ KOH (30%) │ O2│ Ag (C) 电池反应： 负极 2H 2+ 4OH-= 4H2O + 4e-（氧化） 正极 O 2+ 2H2O + 4e-= 4OH-（还原） 总反应 2H 2+ O2= 2H2O 电动势： (2) 高能电池 —— 具有高―比能量‖和高―比功率‖的电池 比能量、比功率 —— 按电池的单位质量或单位体积计算的电池所能提供的电能和功率。 锂电池 E Θ ( Li + /Li ) = Li —MnO 2非水电解质电池 ： 负极 —— 片状金属 Li 正极 ——MnO 2 电解质 ——LiClO 4+ 混合有机溶剂（碳酸丙烯脂 + 二甲氧基乙烷） 隔膜 —— 聚丙烯 电池符号： Li │ LiClO4│ MnO2│ C 电池反应： 负极 Li = Li+ e 正极 MnO 2+ Li++ e-= LiMnO2 总反应 Li + MnO2= LiMnO2 电池的电动势： 电解 + - 电解现象 将直流电通过电解液使电极上发生氧化还原反应的过程叫电解。借助电流引起化学变化，将电能转变为化学能的装置，叫做电解池。电解池中与外界电源的负极相接的极叫做阴极，和外界电源正极相接的极叫做阳极，电子从电源负极流出，进入电解池的阴极，经电解质，由电解池的阳极流回电源的正极。在电解中正离子向阴极移动，负离子向阳 极移动，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应。 电解池是把电能转变成化学能的装置。 非自发 ： Cu +2Cl =Cu(s)+Cl2 (q) = kJ·mol -1 >>0 • 分解电压 分解电压——使电解顺利进行所必需的最小外加电压。 产生分解电压的原因： 在电解过程进行时 , 电极上产物与电解池溶液组成原电池 , 其电动势与外加电源的电势方向相反 , 这种电动势称为反电动势。 例如 , 用 Pt 作惰性导体电解 ·dm -3 NaOH 溶液，阳极上析出 O 2 , 阴极上析出氢， O 2 和 H 2 组成电池 : Pt ︱ H 2 (g) ︱ NaOH(·dm -3 ) ︱ O 2(g) ︱ Pt 电池的电动势与工作电池的电动势 E w 正相反。 正极： 2H 2 O + O2 ((g) + 4e = 4OH 负极： 2H 2 = H+ ＋ 4e - 电池反应： 2H 2 (g) + O2(g) =2 H2 O 理论分解电压的计算 理论上，分解电压应等于电解池两极的反电动势，故称理论分解电压 E 理分 。 E(+)=E (O2 /OH- ) = Eθ(O2 /OH- ) +() lg(P(O2 )/ Pθ)/ {c( OH- )/cθ}4 = () lg(1 / )4 = E(－)=E (H+/ H2 ) = Eθ(H+/ H2 ) +() lg{c(H+)/cθ} 4 /{( P(O2 )/ Pθ)} 2 -134 = 0+ () lg(10 ) = －0 .77V E 理分 ＝ E(+) － E(－) ＝ -()= • 超电势 某一电流密度下的电极电势与平衡电势之差的绝对值称该电极的超电势，有时也叫超电压，符号 η 。 阳极超电势 η (阳)=E(阳) ﹣ E(阳, 平) 阴极超电势 η( 阴 )=E(阴 , 平) ﹣ E(阴 ) --2+ - 根据产生超电势的原因不同，超电势又分浓差超电势，化学超电势，电阻超电势等等。 浓差极化 发生电极反应时，电极表面附近溶液浓度与主体溶液浓度不同所产生的现象称为极化。 可通过增大电极面积，减小电流密度，提高溶液温度，加速搅拌来减小浓差极化。 电化学极化 主要由电极反应动力学因素决定。由于分步进行的反应速度由最慢的反应所决定，即克服活化能要求外加电压比可逆电动势更大反应才能发生。 电镀 电镀是应用电解的原理将一种金属镀到另一种金属表面的过程。 阴极——被镀件（铜棒） 电镀 阳极——镀层金属（Zn 片） 电解液——含有欲镀金属的盐溶液。（一般不选用简单离子的盐溶液，会使镀层粗糙、厚薄不匀。） 以镀锌为例，电镀液为： ZnO ＋ NaOH ＋添加剂 ZnO ＋ NaOH ＋ H 2O=Na2 [Zn(OH)4 ] [Zn(OH)4]2-= Zn2+ ＋ 4OH - 配离子的形成，降低了 Zn 2+ 的浓度，使金属锌在镀件上析出的过程中有了一个适宜的速率，可得到紧密光滑的镀层。两极的主要反应为： 阴极： Zn ＋ 2e = Zn 阳极： Zn － 2e = Zn2+ 电抛光及电解加工 • 电抛光： 电抛光是金属表面精加工的方法之一。 原理：在电解过程中，利用金属表面上凸出部分的溶解速率大于金属表面凹入部分的溶解速率，从而使金属表面平滑光亮。 阴极——铅板 电抛光 阳极——欲抛光工件（钢铁） 2+ 电解液：磷酸＋硫酸＋铬酐（CrO 3） 电抛光时铁因氧化而发生溶解 阳极： Fe － 2e = Fe2+ 产生的 Fe 与溶液中的 Cr 2O 7发生氧化 - 还原反应： 6Fe 2+ ＋ Cr 2O 72-＋ 14H + = 6Fe3+ ＋ 2Cr 3+ ＋ 7H 2 O Fe 3+ 又进一步与溶液中的 HPO 42- 、 SO 42- 形成 Fe 2 (HPO4) 3和 Fe 2 (SO4) 3，由于阳极附近盐浓度不断增加，在金属表面形成一种粘性薄膜，且分布不均匀。凸起部分薄膜较薄，凹入部分薄膜较厚，因而阳极表面各处的电阻有所不同，凸起部分电阻较小，电流密度较大；这2+2- 样就使凸起部分比凹入部分溶解得快，于是粗糙的平面逐渐得以平整。 阴极主要反应： Cr 2O 7＋ 14H ＋ 6e = 2Cr ＋ 7H 2 O 2H + +2e- = H2 2-+-3+ （ 2 ）电解加工：利用电解方法，使作为阳极的金属材料在电解过程中部分区域适当溶解，让其几何形状满足预定的要求。特点两极间距较小。 电化学课件动画（ 电解加工） 阳极氧化 阳极氧化过程的应用： 装饰、修饰、防腐 阳极氧化膜的特点： 厚度均匀、结合牢 阳极： 2Al + 6OH- =Al2O 3 + H2O + 6e- 4OH - = 2H2 O + O2 (g) + 4e- 阴极： 2H + ＋ 2e - = H2 金属腐蚀与防护 化学腐蚀与电化学腐蚀 • 化学腐蚀 由金属与介质直接起化学反应而造成的腐蚀称为化学腐蚀。 影响化学腐蚀的因素有：温度、压力等。 • 电化学腐蚀 由于电化学作用而引起的腐蚀称为电化学腐蚀。 1) 析氢腐蚀 析氢——在 酸性介质中，腐蚀过程中有 H 2析出。 以钢铁的析氢腐蚀为例： 电化学反应为：阳极（Fe ）： Fe － 2e = Fe2+ Fe + OH = Fe(OH)2 阴极（杂质）： 2H + +2e- = H2 总反应： Fe ＋ 2H 2O = Fe(OH)2＋ H 2 电化学课件动画 （ 析氢腐蚀） 2) 吸氧腐蚀 吸氧——在中性及弱酸性介质中，由于溶解氧的作用而引起的腐蚀。 电化学反应为：阳极（Fe ）： 2Fe － 4e = 2Fe2+ 阴极（杂质）： O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH (aq) 总反应： 2Fe+ O2(g)+2H2O = 2Fe(OH)2 例：在铁钉中部紧绕铜丝，放在含有 K 3[Fe(CN)6] 和酚酞的胨胶中，形成腐蚀电池。其中铜丝为 阴 极，其电极反应为 O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH- (aq) （吸氧），故铜丝附近显 红 色；铁钉为 阳 极，其电极反应为 Fe －2e = Fe 2+ ，铁钉附近显兰绿色，这是由于生成了 Fe 3[Fe(CN)6]2。 电化学课件动画 （ 吸氧腐蚀） 3) 氧浓差腐蚀 由于在不同部位 O 2浓度差而引起的腐蚀。 当金属插入水或泥沙中时，由于与含 O 2量不同的液体接触，各部分电极的 E （电极）不一样， O 2电极的 E （电极）与 O 2的分压有关。 由电极反应方程式： O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH(aq) 在溶液中，O 2浓度小的地方，E （O 2/OH-）小，成为阳极，金属发生氧化而溶解腐蚀；O 2浓度大的地方，E （O 2/OH-）大，成为阴极，却不会被腐蚀； 图片 4) 生物腐蚀 由于细菌及藻类、贝壳等生物体的活动和新陈代谢而引起的对金属的腐蚀破坏。 与土壤、天然水、海水、石油产品等接触的金属容易发生。 由于生物体摄取食物而加速金属的腐蚀。 生物体的新陈代谢加速金属的腐蚀。 由于生物体耗氧而引起差异充气腐蚀 金属腐蚀的防护 选择恰当的金属材料： 覆盖保护层法： 在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜） 阴极保护法： 牺牲阳极方法 外加阴极电流 缓蚀剂： 无机缓蚀剂——中性，碱性介质（重铬酸盐） 有机缓蚀剂——酸性介质中（乌洛托品） 作业 :P109-111 1, （3），4, 7, 9, 11 - 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阿滋猫波斯猫
这个俩种材料不是同一种材料。树脂粉是一种由多种原料经化学反应合成的粉末状物质，通常用于制造塑料、涂料、粘合剂等产品中。树脂粉具有良好的耐化学性、耐磨性和耐高温性等特点，被广泛应用于工业生产中。乌洛托品则是一种天然产生的生物碱，主要存在于植物中，如马兜铃科植物乌头中。乌洛托品具有镇痛、抗胆碱能、抗炎等药理作用，被广泛用于医学领域中的治疗疾病。因此，树脂粉和乌洛托品是两种完全不同的物质，没有任何关联。
八旗子弟搓天下
14一中国饲料2001年第22期 ；：鼬漳澶■圈田瞳 硪聩氮蜘哟曾菸壁璎功艟殿虚阋 江苏畜牧兽医职业技术学院山东省东营市畜牧局 方希修王冬梅葛怀舟 碳酸氢钠（NaHc03），易溶于水，是一种强碱弱酸盐，能中和畜禽代谢中产生的酸或胃粘膜分泌出的酸性氧化物及氢氧化物，是一种能防止氢离子浓度变化的缓冲剂，也可作为食品添加剂和 H2c03，使NaHcq／H2c（）3比值升高，pH值增加，代谢性酸中毒得以缓解。同时由于渗透压作用，能轻微刺激消化道粘膜，反射性地增加消化液的分泌，促进胃肠蠕动，并引起支气管腺体分泌，溶解粘痰，使稠痰变稀，易于排出体外。 2 制酸剂。早在1977年美国就把N枷co，作为畜禽 饲料添加剂使用，现在每年用量7万t左右。日本在1983年正式批准使用，现在每年用量约1300t，其他一些欧洲国家也在大力推广使用。我国畜牧业中NaHc氓的用量也逐年增加，正日益产生良好的生产效益。 1 NaHc仉在养牛和养猪生产中的应用 NaHco｛在动物体内能中和胃酸，溶解粘液， 降低消化液的粘度，增强胃肠收缩，加速胃肠内容物向十二指肠运送，具有健胃、抑酸和增进食欲的作用。在饲喂71％精料补充料、29％粗料的奶牛瘤胃液中加入35种化学试剂进行体外试验，结果表明：添加NaHc嘎经过6h培养，并没有改变pH值，说明NaHc嘎具有较好的中和酸的能力。NaHcn在瘤胃内能与蛋白质结合成复合体，减少其在瘤胃中的降解，提高过瘤胃蛋白质的数量。NaHco；能调节瘤胃发酵，提高乙酸与丙酸的比例，增加蛋白质的合成。马玉胜（1997）研究表明，夏季高温季节在肉牛基础日粮中添加O．5％的NaHcn，试验组全期日增重比对照组提高8．7％，食欲、采食量均优于对照组。 在肉牛育肥时，为加快育肥，在日粮中需提供较多的谷物精料补充料，精料补充料量增多，粗饲料减少，在瘤胃中易形成过多的酸性物质，造成瘤胃酸中毒，发生腹泻现象，其中毒机理如下： 饲料 J分解 Na｝Icn在畜禽体内的营养生理功能 Na｝lc凸能直接增加机体的碱贮，使体液中的 H＋浓度降低，纠正酸中毒，在体内有维持正常渗透压、酸碱平衡、水盐代谢等作用，对促进畜禽的消化、免疫、抗应激能力以及提高生产力具有重要作用。 Na｜Icq在体内的代谢途径： Na｝IOq一№＋＋HC0i l＋H＋ H2cq寻dH20＋c02十 在呼吸性碱中毒时，血液中的c02分压降低，NaHcq／碳酸（№c03）比值升高，当环境温度过高时，畜禽呼吸加快，c02排出增多，血液中H2c03下降，使血液中H＋下降，DH值上升，出现肾脏的代偿作用，逐渐使Na｝Icq降低。当饲料中添加Na｝Icq时，可提高血液中的H＋，缓解呼吸性碱中毒。 当机体由于产酸过多或失碱过多时，则引起血浆中NaHc03下降，从而使NaHc03／H2c03比值 单糖 1分解 挥孝酸 I I 广cq c乜 下降，使血液中的pH值随之下降。当N出c03作 为添加剂被机体吸收后，被分解为Na＋和Hcoi，从而调节体内离子平衡，补充离子，并中和一部分 乳』一丙麟』甲酸－L 。一丙酸 b乙酸一丁酸 万方数据 2001年第22期中固饲料 一15 在饲料分解过程中，当乙酸的产量高时，c02、c心的产量随之上升，此两种气体会严重阻碍食物的消化；当丙酸产量高时，能抑制乙酸的生成，有利于饲料的消化。因此预防饲料酸中毒最有效的方法，是抑制乙酸的生成，提高丙酸的产量；可采用Na｝Ic吼预防，饲喂量占混合精料补充料的I％～2％。Na｝Ic氓加入可补充唾液中Na｝Icq的不足，中和瘤胃中的酸性物质，使pH值升高，以增加牛的采食量，促进瘤胃内乙酸的合成，抑制丙酸盐的合成，从而提高瘤胃乙酸／丙酸的比值，促进牛的胃肠蠕动；改善血液、尿液及乳 汁的pH值。此外N枷cq能与蛋白质结合成复 合体．减少蛋白质在瘤胃中的降解，提高过瘤胃蛋白质的数量及粗纤维的消化率。 N枷co、还影响猪对营养物质的代谢。氨基 酸代谢受饲粮电解质平衡的影响很大，例如赖氮酸和精氨酸之间存在拮抗关系，猪饲粮中赖氧酸过量时会导致血浆赖氨酸浓度升高，引起精氨酸浓度下降，在饲料中添加NaHcO；可使猪血浆和组织的赖氨酸和精氨酸浓度恢复正常。在赖氨酸 不足的饲粮中添加N槲c0，，可提高猪的生长速 度，使饲料利用率提高8％～10％。 对于仔猪，日粮中若添加NaHCo，可提高其采食量和R增重，减少拉稀，预防仔猪白痢，提高成活率。研究表明，在妊娠末期和哺乳期母猪日 粮中加入1．2％的N出。嘎，可使母猪产后采食量 提高，分娩到断奶期间的体重损失较少，断奶仔猪体重也较大。 3 NaHc0、在养鸡业中的应用 3．1提高蛋鸡产蛋率、改善蛋壳质量血液中氢离子浓度过高，不利于蛋壳腺中碳酸｛，的沉积。日粮中添加NaHC氓能改善蛋壳品质（Miks等，1982）。高磷对蛋壳质量有害，添加Na｝Ico，可阻止骨中磷的释放（phelps，1987）。许多研究者认为．Na｝｛c嘎能与过多的磷结合并从血中排除，从而降低血磷．使蛋壳质量得到改善，0．06％和 O 22％的钠水平都能显著提高蛋壳质量。在高 温环境下，母鸡呼出大量c02，血液中的Hcoi离子浓度下降，若在日粮中添加碳酸氢盐将有利于蛋壳质量改善，英国学者证实，每吨饲料中添加Na｝Ico、1～5b替代食盐，可减少蛋壳破损率 l％～2％． 万 方数据3．2缓解热应激在炎热夏季，由于温度过高，蛋鸡和肉鸡的消化力、免疫力及抗应激能力均有不同程度的下降，轻则生产性能受到影响，重则造成死亡。研究证实，NaHc0、能提高蛋鸡及肉鸡对饲料的消化力，加速营养物质的利用和异物排出，提高机体抵抗力、免疫力及抗应激能力。日粮中添加NaHco、有助于保证体液有较强的缓冲力，提高血液pH值及碱贮，从而有助于内分泌系统在遭受较强热应激时而不被破坏，NaHcO，能减缓呼吸性碱中毒，提高其抗热应激能力。在饲料中加NaHcn，能提高血液中氢离子浓度，减缓碱中毒造成的危害。周明（1996）在高温季节，在蛋鸡同粮中添加o．2％氯化钠和o．2％NaHco、，极显著地提高了产蛋率、蛋壳品质和饲料转化率。邹标的变化幅度，对产蛋鸡热应激具有一定的缓解作用。赵宗胜等（1996）给蛋鸡饮用含有Na｝Icn的0．5％“缓热复合剂”，产蛋率比饮常用水组高出638％，明显缓解了高温应激的不利影响。 NaHcO，在畜禽疾病防治中的应用 家畜反刍动物瘤胃酸中毒『临床常见，由于 NaHcO，溶液呈弱碱性，口服或静脉注射后，可直及体表局部处理等，用2％～3％Na｝Ic队溶液冲洗粘膜，可防治子宫、阴道等的炎症。对产后平d小发情的奶牛，每天每头牛u服NaHc伙 loo g，连用5d后有效发情率可达94％，总受胎 良好的防治效果。在仔猪日粮中添加NaHcO、，可在日粮中添加Na｝Ic队．HI减少鸡肌 胃糜烂症、脚趾异常和胸部炎症等疾病的发病率，（下转第19页） 莹等（1992）在热应激产蛋鸡饲料中，添加l％氯化铵与O．5％Na｝Ic吐，减少了产蛋鸡血液生化指4 4．1 接增加机体的碱储备，迅速纠正酸中毒，故Na｝｛．c队是治疗瘤胃酸中毒的首选药物。NaHc0，也常用于碱化尿液，增加磺胺类等药物在泌尿道的溶解度，防止析出结晶。此外也可用于健胃、祛痰均104率82％，效果十分明显，尤其对卵巢静止、持久黄体、卵泡发育障碍等所致的产后久不发情效果明显。另有资料表明，NaHcq对隐性乳房炎也具有提高采食量和日增重，减少仔猪拉稀，预防仔猪白痢，提高成活率。4．2家禽 使夏季热射病引起的死亡率显著下降．也可降低鸡猝，E综合症和腹水症的发病率。日本梨县畜产 200】年第22期巾国饲料 端模孔瞬问排出而迅速膨胀，并被切断成一种多孔质的颗粒饲料。 因而粒度大小除了影响淀粉糊化、蛋白质变性外，还影响到挤压过程，若粒度过大，物料与螺杆及内壁摩擦加剧，料温升得较快，摩擦厉害，易产生物料反喷现象，且出机后物料内部产泡少，膨胀率低，表面粗糙；若粒度过细，却又产生物料与螺杆、内壁之间打滑现象，物料在机内停滞，易产生焦糊和堵机。因此要选择合适的粒度才能取得较好的膨化效果。一般淀粉质物料可略粗，蛋白质料宜细。 2粉碎对成本的影响 由上可知，粉碎是一个高能耗、高损耗的操作：它的加工成本约占整个加丁成本的l／3，1／4。表3是浙江某厂生产线实测结果。由表3可见，粉碎粒度越细，产量越小，电耗越大，加工成本越高。对厂家来说，采用粗粉碎粒度是较有利的。这样加工质量却得不到保证。因此采取合理的粉碎参数，才能在保证质量的前提下，降低加工成本，提高经济效益． 表3不同粉碎粒度对加工成本的影响 粉碎机筛板孔径t【lⅡ） 08I5 命期叶J的最大收益。例如主粉碎机采用立轴粉碎机或高效卧轴粉碎机并配以合理的吸风系统；而工艺则采用循环粉碎或二次粉碎，并针对不同的饲料品种对粒度的不同要求，采取不同的粉碎筛板｝L径。 3．2控制易损件的成本粉碎系统的易损件主要有锤片、筛片、销轴。其中锤片和筛片的消耗量很大。应根据采购单和生产记录，计算出各配件生产厂家生产的粉碎每吨饲料的锤片和筛片成本，寻找最经济的易损件生产厂家购买。 3．3控制操作维护成本在操作维护中，首先要建屯合理严格的规章制度。主要的要求有：保证粉碎前清理设备的正常运行；正确安装各组锤片，并空机运转达到负荷平衡；定期检查吸风系统、分级设备是否处于正常状态；及时更换锤片的四角和筛片；定期按操作要求润滑设备和进行必要的检修和维护。 3．4控制安全成本粉碎工段是易产生安全问题的岗位，必须做好防火、防粉尘爆炸、防设备损坏和防止出现人身安全问题的工作。 3．5控制物料损耗物料在粉碎过程中的损耗主要有水分蒸发和粉尘外逸。若损失1％，则全国一年将损失500万吨左右．数量很可观．：所以要采取二次粉碎和合理的吸风，通过避免过度粉碎、降低粉碎室内的温度来控制水分损耗；对设备采取以密封为主、吸风为辅的原则，来控制粉尘外逸，并把赊尘设备中的有用物料进行倒收和合理 产争（仉・） 0笛J答450 电耗（k吼，11 】帅嚣7786％ 电费（元，o6元／旺） 蚪16S47 25 注：荷醉机＾∞x∞里．协科自l米女骨女12 3控制成本的措施 3．1选择合理的粉碎设备和工艺 首先在可能 的投资范围内，充分考虑粉碎设备和工艺在技术上的先进性和可靠性，以及在生产上的实用性和灵活性，并追求在长期运行中的低成本和设计寿 （上接第15页） 试验场研究表明：从6周龄起，当舍内温度达到28℃以上时，饲料中每口添加0．63％NaHc队（o．05异／只・d）可降低因热射病而引起的死亡率。原西北农业大学曹光荣等报道，用肾肿清、肾肿解毒药、NaHc也、乌洛托品4种药物对鸡尿酸的最大清除率进行评价．结果表明Na｝IcO，清除尿酸的效果最为显著。临床常见急性感染、骨软症、高 使用。 ［通讯地址：江苏省无锡市惠河路170号，邮 编：2140361 一’≈鳓蝙蝴辩≯：矗、｜州e霜e；、j；荫÷i删础槲惜 5生产中NaHc03建议供给量 对不同动物的NaHc03建议供给量见表l。 表l NaHcq的建议供给量g／d・头（只） （参考文献略） ［通讯地址：江苏省泰州市迎宾路3号，邮编225300］ 热、休克、缺氧等酸中毒症，可用N州c0，增加缓 冲系统的碱予以纠正。 万方数据 碳酸氢钠的营养生理功能及应用 作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数： 方希修， 王冬梅， 葛怀舟 方希修,王冬梅(江苏畜牧兽医职业技术学院)， 葛怀舟(山东省东营市畜牧局)中国饲料CHINA FEED2001(22)2次 本文读者也读过(10条) 1. 齐菲. 侯连兵 清开灵注射液与常用注射液配伍的稳定性[期刊论文]-医药导报2006,25(6) 2. 顾剑 利用超声辅助从培养的灵芝中提取灵芝酸[期刊论文]-南通工学院学报(自然科学版)2002,1(3) 3. 方希修. 陈桂银. 王冬梅. 胡新岗. 周广生 碳酸氢钠的营养生理功能及其在畜禽生产上的应用[期刊论文]-四川畜牧兽医2001,28(6) 4. 经立江. 赵美敬. 刘幽若. 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