电解时的电极反应.pptxVIP

阴极，析出电势愈正的离子愈易析出。04阳极，析出电势愈负的离子愈易析出；03对于在阳极、阴极均有多种反应可以发生的情况下，02对电解池，当E外加?E分解，发生电解反应。012 电解时的电极反应

超电势的存在使电解需要消耗更多的能量，可以通过电极表面的改性来降低超电势从而达到节能的目的。例如：在电解NaCl时，用表面涂Pt的Ti电极代替传统的石墨电极，可节能10%。01大部分金属离子的超电势很小，可忽略不计，析出电势等于可逆电极电势。02H＋析出的超电势较大，其析出电势甚至小于Zn、Cd、Ni等金属离子的析出电势。可以利用氢超电势进行电镀、制备金属。03金属的析出与氢超电势

例：电解制备金属Zn阴极：Zn2＋|Zn和H＋|H2当j1000Acm-2时，η(H2/Zn)=1.06V设Zn2＋和H＋活度均为1，有?ir（H+|H2）=?r-η=-1.06V?(Zn2+|Zn)∴Zn先析出Zn2++2e-→Zn?=-0.8V2H++2e-→H2?=0V

不同的金属离子在水溶液中有着不同的析出电势，电解时必然具有不同的分解电压，可以控制外加电压和溶液pH值的大小使金属离子彼此分离而不析出氢气。若第二种离子反应时，前一种离子的活度降至初始浓度的10-7以下，认为这两种离子得到很好的分离。则此两种离子间的析出电势差值应满足如下要求：金属离子的分离

例：用Pt电极电解含CuSO4(0.1moldm-3),ZnSO4(0.1moldm-3)和H2SO4(0.1moldm-3)的混合溶液，当第二种金属析出时，电压应为多少？电解时那种物质先析出，初始电压是多少？此时溶液中第一种金属的残余浓度是多少？当电压加到多大时，H2开始析出？已知H2在Cu上的超电势为1V,在Zn上的超电势为1.3V,在Pt上的超电势可忽略不计。

电极反应：Cu2++2e-→Cu?=0.307VZn2++2e-→Zn?=-0.792V2H++2e-→H2?=-0.041V阴极：阳极：H2O→2H++?O2+2e-?=1.187V比较上述阴极反应，Cu先析出E=?+-?-=1.187V–0.307V=0.880V

02Cu2+的浓度当Zn析出时?-=?Zn=-0.792V01H2在Cu上的超电势为1V，Cu2+完全析出后，cH+=0.4mol·L-1，?(H+|H2)=?ir(H+|H2)-?=-1.021V,因此Zn将接着析出。

?+=？此时溶液中的H+的浓度为0.4moldm-3H2O2H++?O2+2e-

当H2在Zn上析出时，η=1.3V,?(H2)=-1.341V阳极H+的浓度为0.6moldm-3?+=1.216VE″=2.557V