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第八章 电池及极化作用一、基本要求（1）了解电化学反应速率的定义及电流密度的概念；了解阴极过程和阳极过程及交换电流密度的概念。（2）理解电解和极化现象。了解电解池的极化曲线及化学电源的极化曲线。（3）了解理论分解电压及实际分解电压的概念。（4）了解电解时电极上的反应。（5）了解电化学极化和氢的超电势。（6）掌握电解时的电解反应。金属的析出，金属离子的分离和共同沉积，电解还原与氧化。二、主要概念、定理与公式1基本概念（1）分解电压：电解是把电能转化成化学能的过程。使某种电解质开始进行分解反应时所必需时价的最小电压称为分解电压。（2）可逆分解电压：当电解池在 的可逆情况下发生分解反应时所需要的外加电压，相当于原电池的电动势。在实际电解过程中，对电解池所加的实际分解电压，总是要大于把电解池做为原电池时所具有的可逆电动势，增加的电压一部分用来克服电路中的电阻，另一部分用来克服由于通电所引起的各种极化作用。（3）析出电势：当外加电压等于分解电压时，两极的电极电势分别成为各极电极产物的析出电势。（4）电极极化：当电极上存在有限电流通过时，所表现得电极电势与可逆电极电势产生偏差的现象称为电极极化。（5）超电势：某一电流密度下的电极电势之差的绝对值。2电极极化的产生电极过程是极其复杂的过程，它包括物质的迁移和电化学反应（电荷越过电极溶液界面），还可以用电化学反应前后的化学反应以及新相的形成和相间迁移等多种步骤。电极的极化作用，是诸多步骤引起的极化作用的叠加结果。扩散超电势是由物质的迁移步骤引起的电极的极化；化学超电势由化学反应步骤引起的电极极化，相超电势是由化学反应中新相形成及相间迁移（如金属离子进入晶格活相反的过程）引起的极化。若其中某一步骤成为速率控制步骤，则相应产生的超电使占有势。（1）扩散超电势：扩散超电势是在电流通过时，由于电极反应的反应物或生成物迁向或迁离电及表面的缓慢而引起的电极电势对其平衡值的偏离。（2）电化学超电势：任何电极反应都必包含反应物得到或失去电子的过程。由于电荷越过电极溶液界面的步骤而引起的对电极的平衡电极势的偏离叫电化学超电势。电化学超电势的大小与电极通过电流密度的大小有关。（3）数学表达式： 去掉绝对值有： 反应 金属离子在金属电极上析出时，电化学极化小，气体析出时电化学极化大。气体活化受电势的影响。1）受电流密度影响： 塔菲尔（Tafel）公式式中a，b为经验常数，其数值的大小与电极材料有关，i为电流密度。2）气体极化过电势受电极材料，温度、电极表面状态，电解质性质和浓度以及溶液中杂质的影响。3电解时的电极反应当电解池上的外加电压 时，电解反应开始进行。当电极电势达到离子析出电位时，电解的电极反应开始进行。 电极的反应开始进行。如在溶液中有几种离子，并且有两个以上还原反应可能在阴极上发生势，则电极电势（极化电极
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