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文档简介
极化作用极化极化类型主要内容1、极化
极化作用极化:当电极上无电流通过时,电极处于平衡状态,这时的电极电势分别称为阳极平衡电势和阴极平衡电势。
在有电流通过时,随着电极上电流密度的增加,电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大,这种对平衡电势的偏离称为电极的极化。
极化作用根据极化产生的不同原因,通常把极化大致分为两类:浓差极化和电化学极化。
①浓差极化
在电解过程中,电极附近某离子浓度由于电极反应而发生变化,本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化,就导致电极附近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度,这种浓度差别引起的电极电势的改变称为浓差极化。
用搅拌和升温的方法可以减少浓差极化,但也可以利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析。2、极化类型
极化作用如图所示,因Ag+的扩散步骤阻力较大使其向电极表面的迁移速率慢,使得电极表面Ag+的浓度cs
低于其本体浓度c0。Ag+c0扩散层浓差极化示意图csAg阴
极化作用有电流时无电流时可采用机械功(如搅拌)部分替代电功来加快离子扩散步骤,从而减轻浓差极化。
极化作用②电化学极化电极反应总是分若干步进行,若其中一步反应速率较慢,需要较高的活化能,为了使电极反应顺利进行所额外施加的电压称为电化学超电势(亦称为活化超电势),这种极化现象称为电化学极化。
极化作用Ag++e-
Ag电化学极化示意图Ag阴e-如图所示,当电流通过电极时,阴极上的还原反应来不及消耗外界输送的电子,使电极表面上积累了多于平衡状态下的电子,导致电极电势向负方向移动。
反之,阳极上的氧化反应来不及补充电极上被外界取走的电子,使电极表面的电子数比平衡状态下少,导致电极电势向正的方向移动。
极化作用
在25℃,
p条件下,当电流密度J=0.1A·cm2时,氢和氧在Ag电极上的超电势分别为0.87V和0.96V。问在上述条件下电解NaOH溶液需多大的外加电压?(已知
E(OH|H2|Pt)=-0.828V,
E(OH|O2|Pt)=0.401V)例题:
相对应的原电池
Ag|H2(p)|NaOH{a(OH-)=1}|O2(p)|AgE=E(OH-|O2|Pt)-E(OH-|H2|Pt)={0.401-(-0.828)}V=1.229VE(分解)=E+(O2)+(H2)
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