电化学-极化 原电池 电解池课件.ppt

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1、§7.10分解电压及极化作用1.分解电压:大气压力下两个铂电极电解lmol·dm–3盐酸溶液，如图：分解电压2021/7/29§7.10分解电压及极化作用电解池电极反应:阴极2H++2e-→H2(g)阳极2Cl--2e-→Cl2(g)总的电解反应2H++2Cl-→H2(g)+Cl2(g)为什么存在分解电压？当H2(g)、Cl2(g)的压力等于大气压力时，气泡才能逸出2021/7/29§7.10分解电压及极化作用过程分析：在开始外加一定电压时，电极表面上产生了少量的氢气和氯气，其压力很小，被吸附在Pt电极上。因为氢气H2(g)和氧气Cl2(g)可发生氧化

2、还原反应，当它们被吸附在惰性电极上时，就形成两个第一类电极－酸性氢电极和酸性氧电极，构成原电池Pt∣H2(g)∣HCl(0.1mol·dm–3)∣Cl2(g)∣Pt自发电池，氢电极为负极，氯电极为正极；电池的电动势正好和电解时外加电压相反，负极对负极、正极对正极，称为反电动势正极负极2021/7/29§7.10分解电压及极化作用原电池Pt∣H2(g)∣HCl(0.1mol·kg–1)∣Cl2(g)∣Pt这是一个自发电池，电池的氢电极为负极(阳极)氯电极为正极(阳极)；电池电极反应:阴极H2(g)-2e-→2H+阳极Cl2(g)+2e-→2Cl-电池反应

3、H2(g)+Cl2(g)→2H++2Cl-2021/7/29§7.10分解电压及极化作用原电池Pt∣H2(g)∣HCl(0.1mol·kg–1)∣Cl2(g)∣Pt这是一个自发电池，电池的氢电极为负极(阳极)氯电极为正极(阳极)；外加电压小于分解电压时，形成的反电势与外加电压抵消；同时电解产物H2(g)和Cl2(g)会扩散而损失，因而在电极上仍有微小电流通过，使得电解产物得到补充，以维持一定的压力；从而使原电池的电动势保持一定的大小，以抵消外加电动势2021/7/29§7.10分解电压及极化作用原电池Pt∣H2(g)∣HCl(0.1mol·dm–3)∣

4、Cl2(g)∣Pt外加电压↑，P[H2(g)]和P[Cl2(g)]↑，反电动势↑P[H2(g)]和P[Cl2(g)]等于外界气压而逸出，即气体压力达最大值，反电动势也达最大值，此时外加电压等于分解电压。2021/7/29§7.10分解电压及极化作用原电池Pt∣H2(g)∣HCl(0.1mol·dm–3)∣Cl2(g)∣Pt因此，理论分解电压应等于原电池的最大可逆反电动势实际分解电压不等于理论分解电压如H2SO4、H3PO4和NaOH等溶液的分解电压很相近，在1.70V左右因为电解这些溶液就是电解水，而电解水的理论分解电压为1.229V。E(分解)>E(

5、理论)这是因为电极上存在极化作用，不再是可逆电极2021/7/292.电极的极化电流通过电极时，电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。超电势=

6、E–E平

7、电极的极化程度与通过电极的电流密度有关；因此电极的电极电势也与电流密度有关。随着电极上电流密度的增加，电极过程的不可逆程度越来越大，电极电势对平衡电极电势的偏离也就越来越远2021/7/292.电极的极化(1)浓差极化以Zn2+的阴极还原为例在电流通过电极时，Zn2+沉积到电极上，电极附近浓度降低，低于它在本体溶液中的浓度。就好像是将电极插入了一个浓度较小的Zn+溶液中一样，从而使电极电势偏

8、离平衡电极电势E

9、2021/7/292.电极的极化2021/7/292.电极的极化对于整个电池来说，极化作用的结果是不一样的2021/7/292.电极的极化2021/7/29§7.11电解时的电极反应2021/7/29§7.11电解时的电极反应电解时，在阳极、阴极均有多种反应可以发主的情况下：阳极上总是极化电极电势最低的氧化反应优先进行；阴极上总是极化电极电势最高的还原反应优先进行。EE阴,2E阴,1E阳,2E阳,1阴=E阴,平–E阴故E阴=E阴,平–阴阳=E阳–E阳,平E阳=E阳,平+阳2021/7/29§7.11电解时的电极反应阴极上总是极化电极电势最高的还

10、原反应优先进行。2021/7/29§7.11电解时的电极反应2021/7/29NERNSTWA