文档介绍：物理化学电子教案—第九章
2018/5/27
引言
上一章我们研究的电池热力学要求电池都是可逆电池,也就是说通过电池的电流趋于零,而在实际使用化学电源或进行电解时,都有一定的电流通过, 因而都是不可逆过程,研究电化学中的不可逆过程及其规律性对电化学工业是十分重要的。在本章中除了讨论不可逆电极过程外,还简要介绍一些电解在工业上的应用以及金属的防腐和化学电源等。
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第九章 电解与极化作用
分解电压
极化作用
电解时电极上的反应
金属的电化学腐蚀与防腐
化学电源
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分解电压
电解:将电能转化为化学能的过程称为电解。
使电能转变成化学能的装置称为电解池。
当一个电池与外接电源反向对接时,只要外加的电压大于该电池的电动势E一个无限小值时,电池接受外界所提供的电能,电池反应发生逆转,原电池就变成了电解池。
使电解池能连续正常工作,所加的电压称为分解电压。
反电动势与分解电压。
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分解电压
反电动势当某电解质溶液能连续不断发生电解时,两电极在该状态下所组成原电池的电动势,由于其与外加电压相反,故称为反电动势
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分解电压
分解电压使某电解质溶液能连续不断发生电解时所必须外加的最小电压。在数值上大于该电解池作为可逆电池时的可逆电动势。例如氢-, 。
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分解电压的测定
使用Pt电极电解H2O,加入中性盐用来导电,实验装置如图所示。
逐渐增加外加电压,由安培计G和伏特计V分别测定线路中的电流强度I 和电压E,画出I-E曲线。
中性盐(aq)
Pt
Pt
V
A
分解电压的测定
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§10-1 分解电压
如右图所示电解池将发生如下反应:
(-)2H++2eH2(g)
(+) H2O → 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2OH2(g)+1/2O2
Na2SO4(aq)
Pt
Pt
V
A
分解电压的测定
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分解电压的测定
无外加电压时,两电极处于平衡态,界面上没有氢气和氧气。
外加一定电压,但很小时,界面上所产生的氢气和氧气浓度(压力)很低,远低于大气压,无法逸出,只能扩散到溶液本体中,维持这一外加电压,所需电量很小,电路中电流很小。
随着E的增大,电极表面产生的氢气和氧气浓度(压力)增加,只要压力低于大气压,就无法逸出,只能继续扩散到溶液中,但浓度梯度增大,扩散速度加快,使得电流增大。如图中1-2段。
当外压增至2-3段,氢气和氧气的压力等于大气压力,呈气泡逸出,反电动势达极大值 Eb,max。
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分解电压的测定
再增加电压,I 迅速增加,并表现为一条直线。将直线外延至I =0处,得E(分解)值,这就是使电解池不断工作所必需外加的最小电压,称为分解电压。从下表可以看出, E(分解)> E
I
E
E分解
1
2
3
电解过程的电流-电压曲线
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