文档介绍：河南师范大学
化学与环境科学学院
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第十章电解与极化作用
物理化学
10-1 活性物质的分解与分解电压
第十章电解与极化作用
主要内容
10-2 电极极化作用
10-3 电解时电极上的反应
10-4 金属的电化学腐蚀和防腐
10-5 化学电源
电解池与原电池:
原电池:将化学能转变为电能的装置
电解池:将电能转变为化学能的装置
在一定条件下二者可以相互转化。如将要接触到的二次电池。
本章主要讨论电解池
10-1电解池分解电压
(postion voltage of electrochemical cells)
第十章电解与极化作用
理论分解电压
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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
分解电压的实验测定
外加电压很小时,几乎无电流通过,阴、阳极上无H2气和氧气放出。随着E的增大,电极表面产生少量氢气和氧气,但压力低于大气压,无法逸出。所产生的氢气和氧气构成了原电池,外加电压必须克服这反电动势,继续增加电压,I 有少许增加,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。再增加电压,使I 迅速增加。将直线外延至I =0处,得E(分解)值,这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。
第十章电解与极化作用
第十章电解与极化作用
实际分解电压
要使电解池顺利地进行连续反应,除了克服作为原电池时的可逆电动势外,还要克服由于极化在阴、阳极上产生的超电势,以及克服电池电阻所产生的电位降。这三者的加和就称为实际分解电压。所以分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而增加。
第十章电解与极化作用
10-2 极化作用(Polarization)
当电极处于平衡状态,电极上无电流通过时,,随着电极上电流密度的增加,电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大,这种对平衡电势的偏离现象称为电极的极化。
极化的概念
第十章电解与极化作用
极化产生的原因
根据极化产生的不同原因,通常把极化大致分为两类:
浓差极化和电化学极化
(1)浓差极化:在电解过程中,电极附近某离子浓度由于电极反应而发生变化,本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化,就导致电极附近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度,这种浓度差别引起的电极电势的改变称为浓差极化,用搅拌和升温的方法可以减少浓差极化,但也可以利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析。
第十章电解与极化作用