第二章电化学基础 海南大学.pptVIP

电镀生产中，析出电位比镀层元素离子正的杂质离子优先析出，会降低镀层质量，可事先采用小电流长时间电解除去。如镀锌液中的铜，铅，锡等。 第四节 电极的极化 第二章 电化学基础 ? 析出电位 同一金属在不同的电镀液中，析出电位不同。如在氰化镀液中，锌的析出电位是-1.30V，而在酸性镀锌溶液中，它的析出电位则为-0.80V。 实际电镀生产中，阴极的电位都不是正好等于镀层金属的析出电位，而是比它要负一定的数值，这是因为生产中，不只是镀出了金属就算达到了要求，还要适当加大阴极极化，满足镀层的质量要求。 * * * * * 第一节 电极反应基本知识 ? 法拉第第一定律 ? 法拉第第二定律 ? 电镀基本运算 ? 电镀溶液的电导 第二节 电极电位 ? 绝对电极电位，相对电极电位，氢标电位 ? 氧化还原电位 ? 平衡电位的计算 第二章 电化学基础 第二章 电化学基础 第三节 电极与溶液界面的性质 ? 斯特恩双电层 ? 吸附溶剂的双电层 第四节 电极的极化 ? 极化和过电位 ? 极化类型 ? 极化曲线与极化度 ? 极化曲线在电镀中的应用 ? 析出电位 第一节 电极反应基本知识 第二章 电化学基础 第一类导体：以自由电子来传导电流，如金属传导。 第二类导体：以带电离子的移动来传导电流，如电解质 传导。 电流流动的全过程： （1）外电路自由电子移动 （2）电镀液中阴阳离子移动 （3）电极与电镀溶液界面有 得失电子的电极反应发生 第一节 电极反应基本知识 ? 法拉第第一定律 电解时电极上析出（或通解）物质的质量与通过的电量成正比（与电流强度和通电时间成正比） M = kQ = kIt k为比例常数 ? 法拉第第二定律 在不同的电解溶液中，通过相同的电量时，在电极上析出（或溶解）的物质的质量同各物质的化学当量（即原子量与原子价之比值）成正比[每析出或溶解化学当量的任何物质所需要的电量都是96500 C，即法拉第常数]。 第二章 电化学基础 第一节 电极反应基本知识 法拉第常数： 1A = 1C/s；1A ? h = 1C × 3600 = 3600C 1F = 96500C/mol = 26.8A ? h/mol 电化学当量：单位电量所能析出（或溶解）的物质的克数 k = M/Q 单位为mg/C或g/(A ? h) 【例】 在酸性镀铜溶液中，以80A电流电镀45min，问在阴极零件上能镀出多少 g铜（铜的电化学当量1.186 g/(A ? h)，假定阴极只析出铜）？ 第二章 电化学基础 M铜 = kIt =71.16 g 第一节 电极反应基本知识 电流效率： 在实际的电化学工业生产中，电极上常有副反应发生，还会有溶液的内阻的存在以及电极上超电势的出现等原因，都需要额外消耗一些电能，这样就使得实际消耗的电能要比理论上所需要的电能要多。 第二章 电化学基础 实际的镀层质量 第一节 电极反应基本知识 ? 电镀基本运算-镀层厚度 第二章 电化学基础 d — 电镀层厚度（ μm） k— 电化学当量 [g/(A ? h) ] Jk — 阴极电流密度（A/dm2） t — 电镀时间（h） η — 阴极电流效率（%） ρ— 电镀层金属密度（g/cm3) 第一节 电极反应基本知识 ? 电镀溶液的电导 电解质： 强酸、强碱、大部分盐 溶液的浓度：一般来说，浓度越大， 电导率也越大；但浓度过大时， 离子运动就越困难 温度：温度升高，电导率增大；但 从维持镀液稳定和节约能耗 的角度，温度应适度控制。 第二章 电化学基础 第二节 电极电位 ? 绝对电极电位，相对电极电位，氢标电位 第二章 电化学基础 绝对电极电位：金属和溶液之间的电化学位差。其值不可测。 第二节 电极电位 第二章 电化学基础 相对电极电位：待测电极与参比电极所组成的电池回路的电压。 “φ” 氢标电位：标准氢电极的电极电势 φ°H2/H+ = 0.000 V 2 H+(aq, 1 M) + 2e- -- H2(g, 1 atm) 第二节 电极电位 ? 氧化还原电位 溶液中发生的氧化还原反应形成的电位差 第二章 电化学基础 第二章 电化学基础 ? 平衡电位的计算 第二节 电极电位 α为活度，对于纯液体或固体， α = 1; 对于气体α = p/p? 还原态 氧化态 + ne 标准电极电位：在25℃，主要离子活度为1， 根据各种电极的标准电极电位，可判断电极的氧化还原能力 如：K+、C