电化学3(化工).ppt

1、2020/7/22，2，分解电压测量，使用Pt电极放置H2O电解，中性盐导电的实验装置。逐渐增加附加电压，通过安培米G和电压表V测量电路的电流强度I和电压E，绘制I-E曲线。2020/7/22，分解电压测量，加电压很小，电流很少通过，嗯，阳极不释放H2气体和氧气。随着e的增大，电极表面产生了少量氢和氧，但压力低于气压，无法逸出。产生的氢和氧构成了一种主电池，额外的电压必须克服这种反电动势，继续增加电压，并且有一些增加，如图1-2段所示。2020/7/22，分解电压的测量，外压增加到2-3段，氢和氧的压力等于大气压力，气泡逸出，反电动势达到最大Eb，max。通过再次增加电压快速增加I。将直线外推

2、至I=0，以获得E(分解)值。这是使分解池继续运行所需的最低电压，称为分解电压。2020/7/22，3，实际分解电压应使电解槽顺利反应，除克服作为原电池的反电动势外，还应克服两极分化引起的超电势和电池电阻引起的电位下降。三种牙齿的总和称为实际分解电压。2020/7/22，7.11极化，极化，电极没有电流时电极平衡，电极电势分别称为阳极平衡电势和阴极平衡电势。实际上，发生传记分解的电极电势对平衡电极电势的偏差称为电极极化。这种差异称为超电势。2020/7/22，超电势(overpotential)，阳极由于超电势，电极电势增大，阴极由于超电势，电极电势减小。超电势测量，2020/7/22，极化的

3、类型，极化的原因，通常将极化分为两大茄子类别：浓度极化和电化学极化。(1)在浓度极化电解过程中，电极附近的一种离子浓度变化为电极反应，本体溶液中离子扩散的速度不能弥补牙齿变化。电极附近溶液的浓度和本体溶液之间存在浓度梯度，由于牙齿浓度差异，电极电势的变化称为浓度极化。用搅拌加热的方法可以减少浓度极化，但也可以利用汞电极的浓度极化进行极谱分析。2020/7/22，极化类型，(2)电化学极化，2020/7/22，极化曲线(polarization curve)，超电势或电极电势与电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。(1)电解槽两个电极的极化曲线随着电流密度的增加，两个电极的超电势也增大，两极锡参赛

4、税增大，阴极锡参赛税减小，额外电压增加，进一步消耗电能。2020/7/22，极化曲线(polarization curve)，(2)原电池中两个电极的极化曲线，原电池中阴极为正极，正极为负极。随着电流密度的增加，两极化石出场税将增加，阴极石出场税将减少。极化降低了原电池的工作力。但是利用牙齿极化可以降低金属的传记腐蚀速度。2020/7/22，Tafel公式(Tafels equation)，早在1905年，Tafel就几个茄子典型电极反应发现超电势和电流密度之间存在一定范围的数量关系。这称为Tafel公式。格式中J是电流密度，单位电流密度的超电势值，是与电极材料、表面状态、溶液组成和温度相关的

5、因素，是超电势值的决定因素。常温下一般都一样。2020/7/22，7.12电解时电极的反应，阴极上的反应电解时阴极上发生还原反应。发生还原的物质通常是：(1)金属离子，(2)氢离子(中性水溶液中)。要判断阴极中首先析出哪些物质，计算还原物质可能发生的电极电势，并考虑其超电势。电极电势最大的首先在阴极上析出。2020/7/22，7.12电解时电极的反应，阳极的反应电解时阳极发生氧化反应。发生氧化的物质通常会被(1)负离子，例如(2)阳极本身氧化。要判断两极最先发生的反应，必须计算氧化物可能发生的电极电势，并考虑其超电势。电极电势最小的首先是阳极氧化。2020/7/22，7.12电解时电极的反应，

6、分解电压确定正极、负极析出的物质后，减去两者的释电税，就能得到实际的分解电压。电解槽的阳极是阳极，电极电势高，因此用阳极分析电势，减去阴极石出场税。2020/7/22，7.12电解时电极上的反应，金属离子的分离，溶液中含有多个锡带电税不同的金属离子，可以调整外加电压的大小，使金属离子分阶段析出，达到分离的目的。为了提高分离效果，在后一种离子反应时，必须降低前一种离子的活动度，因此要求两种离子的析出电势差异有一定的差异。7.13金属的腐蚀、防腐、金属腐蚀分为两类茄子。(1)化学腐蚀金属表面和介质(如气体或非导电液体等化学作用引起的腐蚀称为化学腐蚀。化学腐蚀进行过程中不发生电流。(2)电化学腐蚀金

7、属表面和介质(如潮湿空气或电解质溶液等)，形成微型电池，金属氧化成阳极，腐蚀金属。电化学作用引起的这种腐蚀称为电化学腐蚀。如果把含有杂质的粗锌放在稀硫酸中，腐蚀速度比纯锌快，化学腐蚀，电化学腐蚀，金属的电化学腐蚀，铜板上的铁钉为什么特别容易生锈？铜为阴极，铁为阳极，腐蚀时阴极上的反应，(1)氢腐蚀分析，在酸性介质中从阴极还原为氢。(2)氧气消耗腐蚀，酸性介质和氧气都存在的情况下，阴极上氧气消耗减少反应：金属的防腐，(1)在非金属防腐金属表面涂上油漆，搪瓷，塑料，柏油等，将金属与腐蚀介质分离。(2)金属保护层在需要保护的金属表面进行传记电镀或化学镀，以保护内层不受腐蚀。金属的防腐，(3)电化学保护，1保护程序用阴极保护受保护的金属，更活泼的金属用Zn等牺牲性阳极保护。阳极腐蚀后定期更换。2阴极传记保护加电源供应装置构成以受保护金属为阴极，以废金属为阳极的电解槽。三阳极传记保护用外部电源是用金属保护的阳极，用一定的介质和外部电压使阳极钝化。金属防腐，(4)缓和剂在可构成原电池的系统中加入缓和剂，改变介质的性质，降低腐蚀速度。(5)制造腐蚀性合金，精炼金属时加入其他组分，提高耐蚀性。炼钢时加入Mn、Cr等元素制造不锈钢。Li离子电池工作原理，阴极：石墨，焦炭，阴极：阴极反应，阴极反应，总反应，Li离子