资源描述：
《《电极过程》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第十章电极过程§1.引言(3)——电化学反应，其余——次级反应电极反应发生在电极表面，它的速率不但与电极附近的各个物质浓度有关，而且还有下列特征：①电极电势影响反应速率②电极对反应有催化作用（加速或减速），形状、大小、性质等均有影响一、电极过程中的电极过程步骤(1)→(2)→(3)→(4)→(5)哪步是控制步骤?二、电极反应速率的表示根据法拉第定律有：而定义，故：即r∝i，所以，实际中以电流密度i表示电极反应速率：三、不可逆电极电势电极反应：Mz++ze-⇌Mic氧化电流密度还原电流密度ia电极处于平衡状态(可逆)：ia=ic，令ia=ic=ioio称为交换电流密度。此时通过电极的净电
2、流为零，即：i=
3、ia-ic
4、=0，此条件下的电极电势为可逆电极电势(E可逆)。当通过电极的电流i≠0，即ic≠ia，电极的工作条件不可逆，则电极为不可逆电极，所对应的电极电势就是不可逆电极电势，显然：E±,不可逆≠E±,可逆造成这一结果的因素有多种，如杂质反应等。(见P511)实际电势偏离平衡电势的现象——电极极化§2.极化现象一、分解电压(decompositionpotential)电解池中欲使某电解质显著地进行电解反应所需的最小外加电压称为该电解质的分解电压。阳极：H2O–2e-→2H++½O2;阴极：2H++2e-→H2SVmAH2SO4稀溶液PtO2阴极原电池e-e-eH2
5、阳极IU123U分残余电流随着外加电压U增大，电极表面产生少量氢气和氧气，但其压力低于大气压而无法逸出，此时电极表面的氢气和氧气构成了原电池。这个原电池具有一个与外电压方向相反的电动势E，外加电压必须继续增加电压以克服该原电池的电动势，才能使电解反应继续进行。因此在这个阶段I有少许增加。U分电压U当氢气和氧气的压力等于大气压力时就会呈气泡逸出。即氢气和氧气压力最大只能增至与外压相等，此时对应的原电池电动势也为最大值Eb,max。此后再增加外电压，就只能增加电解槽的槽电压，(U-Emax)=IR，则I迅速增加。若将直线外延至I=0处，U=Emax=U分，称为分解电压。注意：U分难以精确测
6、定，且重现性差，但很重要。实际分解电压——U分>Emax→极化二、析出电势与溶解电势电极反应析出单质物质的有：阴极——析出金属、H2，阳极——析出O2、Cl2析出电势——在电极上能显著析出单质物质的最小的实际电极电势。电极反应使单质物质转变成相应离子的有：阳极——金属→金属离子，阴极——Cl2→Cl-，O2→OH-溶解电势——在电极上能显著使单质物质转变成相应离子的最小的实际电极电势。理论上，析出电势(或溶解电势)=可逆电极电势实际上，析出电势(或溶解电势)≠可逆电极电势这种现象——极化→实际电势≠可逆电势析出电势或溶解电势都与电极反应本性、电极反应的作用物、产物浓度（分压）、温度、电
7、极金属导体材料性质、电极极化的难易程度有关。利用E析出或E溶解不同，可控制复杂电化学体系中，先析出或先溶解的物质，以达到分离的目的。三、超电势与极化曲线什么是极化？当电极上有电流通过时产生的不可逆电极电势(E不可逆)与可逆电极电势(E可逆)产生偏差的现象，称为电极的极化(polarization)。电极上通过的电流愈大，电极的不可逆程度愈大，其电势值对平衡电势值的偏离也愈大。在电化学中规定：在一定的电流密度下，实际电极电势(不可逆电极电势)与可逆(平衡)电极电势差值的绝对值称为超电势(overpotential)，以η表示：η=
8、E电极(实际)-E电极(可逆)
9、>0或η=
10、E电极(可逆
11、)-E电极(不可逆)
12、η↑，电极极化程度↑，η正值实验表明：阳极极化使阳极实际电势比平衡电势更正；阴极极化使阴极实际电势比平衡电势更负超电势的大小主要与通过电极的电流密度有关。以i对E电极(实际)作图——极化曲线：阳极极化曲线阴极极化曲线E电极,平ηiE电极E电极,平ηiE电极η阳=E阳,实–E阳,平η阴=E阴,平-E阴,实四、电解池和原电池的极化现象原则：i↑，E阳正移，E阴负移1.电解池：U分≈E可逆+ΔE不可逆ΔE不可逆=η阳+η阴>0E可逆=E+,平-E-,平=E阳,平-E阴,平U分=E阳,平-E阴,平+η阳+η阴=(E阳,平+η阳)-(E阴,平-η阴)=E阳,实-E阴,实i↑
13、,η阳↑,η阴↑,U分>E可逆EE可逆U外阴阳E阴,平E阳,平i2.原电池U端=E可逆-ΔE不可逆+IR≈E可逆-ΔE不可逆ΔE不可逆=η阳+η阴>0E可逆=E+,平-E-,平=E阴,平-E阳,平U端=E阴,平-E阳,平-η阳-η阴=(E阴,平-η阴)-(E阳,平+η阳)=E阴,实-E阳,实i↑,η阳↑,η阴↑,U端
