7.第七章电化学解读.ppt

* * * * 分解电压反映出的是两个电极极化的总结果，但无法反映每一电极的极化情况 * 在研究可逆电池和可逆电极时，因电极处于平衡状态，所以没有电流通过。但当电池和电极上有电流通过时，反应则以一定速度进行，而电极电位则偏离平衡值。我们将电流通过电极时，电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。 * 在研究可逆电池和可逆电极时，因电极处于平衡状态，所以没有电流通过。但当电池和电极上有电流通过时，反应则以一定速度进行，而电极电位则偏离平衡值。我们将电流通过电极时，电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。 * * * * 在电解电解质水溶液时，我们往往首先关心的是要加多大的分解电压？阴、阳极各得到哪种电解产物。 所以说，电解时发生什么电极反应，与电解质的本质、电极反应物的浓度、电极材料、超电势等都有关系。要具体通过计算极化电极电势，加以比较，才可知道先进行什么反应，以及所需要的实际分解电压。 * 在电解电解质水溶液时，我们往往首先关心的是要加多大的分解电压？阴、阳极各得到哪种电解产物。 所以说，电解时发生什么电极反应，与电解质的本质、电极反应物的浓度、电极材料、超电势等都有关系。要具体通过计算极化电极电势，加以比较，才可知道先进行什么反应，以及所需要的实际分解电压。 * 在电解电解质水溶液时，我们往往首先关心的是要加多大的分解电压？阴、阳极各得到哪种电解产物。 所以说，电解时发生什么电极反应，与电解质的本质、电极反应物的浓度、电极材料、超电势等都有关系。要具体通过计算极化电极电势，加以比较，才可知道先进行什么反应，以及所需要的实际分解电压。 * 在电解电解质水溶液时，我们往往首先关心的是要加多大的分解电压？阴、阳极各得到哪种电解产物。 所以说，电解时发生什么电极反应，与电解质的本质、电极反应物的浓度、电极材料、超电势等都有关系。要具体通过计算极化电极电势，加以比较，才可知道先进行什么反应，以及所需要的实际分解电压。 进行电解操作时，使电解质能在两极不断地进 行分解所需的最小外加电压即为分解电压 7.3.1 分解电压 7.3 电解和极化 分解电压在数值上等于该电解池作为可逆电池时的可逆电动势 使用Pt电极电解HCl，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。 分解电压的测定 外加电压很小时，几乎无电流通过，阴、阳极上无H2 (g) 和Cl2(g)放出。 随着E的增大，电极表面产生少量氢气和氯气，但压力低于大气压，无法逸出。 电 流 I 电压E 测定分解电压时的电流-电压曲线 所产生的氢气和氯构成了原电池，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 分解电压的测定 当外压增至2-3段，氢气和氯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。 电 流 I 电压E 测定分解电压时的电流-电压曲线 分解电压的测定 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 和 ，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。 显然分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而增加。 实际分解电压 定义：电流通过电极时，电极电势偏离 平衡电极电势现象称为电极极化 极化产生的原因： ?浓差极化——扩散过程的迟缓性引起 ?电化学极化??电化学反应本身的迟 缓性引起 7.3.2 极化作用 原因：电极极化 E分解 E理论 一、电极极化及原因 （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 也可以利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析。 1) 浓差极化（消除——搅拌） 例：Ag+ + e- ? Ag v扩 慢，v反应 快 阴 Ag+ + e- ? Ag Ag+ c?Ag+ cAg+ (平衡) ——阴极极化使阴极电势降低 ——阳极极化使阳极电势升高 E? E 2) 电化学极化 例：2H+ + e- ? H2 电子传输速度快，v反应 慢，阴极积累电子 ?e 2H+ + 2e- ?H2 电化学极化使阴极电