電解與極化作用

1、12eHH221OHeOH221241OHOH22124122132122lg05915. 0,HHHHaa41222lg05915. 0,OHOHOHaa VaaEOHppPpHHOHOH229. 1lg05915. 0lg05915. 0lg05915. 024122122,4221HeH241221OHeOH241221221OHOH56789101112濃差電極電勢(shì)舉例：濃差電極電勢(shì)舉例：2|CuCu2CuF2RT,lg aCuCu可逆，陰不可逆，陰2CuF2RT,lg aCuCu22CuCuaa可逆，陰不可逆，陰,Cu,Cu132CuF2RT,lgaCuCu可逆，陽(yáng)不可逆，陽(yáng)2CuF

2、2RT,lgaCuCu 22CuCuaa可逆，陽(yáng)不可逆，陽(yáng),Cu,Cu141516原電池原電池171819jbaln20212223陰陰，可逆陰，析出24)p, g(H21e)10a (HV799. 027HAg,AgAg,AgV414. 0101lg105915. 07H,H2H,H22H,HAg,Ag2H,H25V403. 0Cd,Cd2V414. 0)10(1lg205915. 027H,H2H,H22H,HCd,Cd2V414. 11414. 0222HHHH，不可逆，2627討論：討論：28V337. 0Cu,Cu2V403. 0Cd,Cd2V799. 0Ag,AgCd,CdCu,C

3、uAg,Ag2229AgAgAgAgAga1lg05915. 0,V740. 005915. 0799. 030AgaAgAgAgAgAga1lg05915. 0,Agalg05915. 0799. 0337. 0810Aga2221lg205915. 0,CuCuCuCuCua2lg205915. 0337. 0403. 0Cua26105 . 92Cua31322lg205915. 02 . 0Cua76. 605915. 0)2 . 0(2lg2Cua71074. 12CuaVCuCu337. 0,2VZnZn763. 0,233343536373839404142eFesFe2)(2)

4、(222gHeH2122ln2HHaaFRTOH2e4H4)g(O224,222221ln4HOOHOOHOaaFRT43pH can attain 3.5 4Mechanism of pitting corrosion of metal44e2FeFe2OH2e2OH)g(O22214546474849232Fe,FeCu,CuV337. 0Cu,Cu2V77. 023Fe,FeV4402. 0Fe,Fe250 化學(xué)能（如燃料燃燒反應(yīng)）化學(xué)能（如燃料燃燒反應(yīng)）熱熱機(jī)械能機(jī)械能電能，此過(guò)程能量電能，此過(guò)程能量損失損失6090。 若應(yīng)用電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，理論轉(zhuǎn)化率可達(dá)若應(yīng)用電池，將化學(xué)能

5、轉(zhuǎn)化為電能，理論轉(zhuǎn)化率可達(dá)90，實(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)化率達(dá)際轉(zhuǎn)化率達(dá)70以上。以上。 1、一次電池、一次電池 又稱原電池，屬化學(xué)電池，電池中活性物用完后電池又稱原電池，屬化學(xué)電池，電池中活性物用完后電池 即失效。一般的干電池即屬此范疇。即失效。一般的干電池即屬此范疇。a . 鋅錳干電池鋅錳干電池 . 氯化銨型氯化銨型反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極 ZnZn22e正極正極 2MnO2 2H2O 2e MnOOH 2OH 電解液中離子反應(yīng)：電解液中離子反應(yīng)：電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：開路電壓開路電壓1.451.50V，在有效放電期間電壓比較穩(wěn)定，電池防腐性能較差。，在有效放電期間電壓比較穩(wěn)定，電池防腐性能較差。51.

6、ZnCl2 鋅錳電池鋅錳電池 基本結(jié)構(gòu)同上，但電解液不同，基本結(jié)構(gòu)同上，但電解液不同，ZnCl2型以型以ZnCl2為主，摻入少量為主，摻入少量NH4Cl 甚至無(wú)甚至無(wú)NH4Cl，而加少量，而加少量ZnO。電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：負(fù)極：負(fù)極： 4Zn 4Zn2 8e正極：正極： 8MnO2 8H2O + 8e 8MnOOH 8OH電解液內(nèi)：電解液內(nèi)： 4Zn2 H2O 8OH ZnCl2 ZnCl2 4ZnO 5H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：NH4Cl型型 電池反應(yīng)中陰極反應(yīng)消耗電池反應(yīng)中陰極反應(yīng)消耗H2O，但電解液反應(yīng)又生成，但電解液反應(yīng)又生成H2O， 水分正好平衡。當(dāng)鋅皮消耗產(chǎn)生破洞時(shí)，電解液可以漏出。

7、水分正好平衡。當(dāng)鋅皮消耗產(chǎn)生破洞時(shí)，電解液可以漏出。ZnCl2型型 陰極反應(yīng)消耗陰極反應(yīng)消耗H2O，電解液反應(yīng)使水變成結(jié)晶水，總反應(yīng)，電解液反應(yīng)使水變成結(jié)晶水，總反應(yīng) 消耗水。所以此類電池防漏性能較好。消耗水。所以此類電池防漏性能較好。b . 堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池5253蓄電池充放電曲線蓄電池充放電曲線 當(dāng)電解質(zhì)當(dāng)電解質(zhì)H2SO4 比重為比重為1.251.28時(shí)，理論電壓為時(shí)，理論電壓為2V，電池放電電，電池放電電壓降至壓降至1.8V時(shí)時(shí), 應(yīng)停止放電應(yīng)停止放電, 進(jìn)行充電。充電反應(yīng)是放電反應(yīng)的逆反應(yīng)。進(jìn)行充電。充電反應(yīng)是放電反應(yīng)的逆反應(yīng)。陽(yáng)極反應(yīng)：陽(yáng)極反應(yīng)： PbSO42 PbSO42e

8、陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)： PbO24HSO422e PbSO42H2O 電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O充電充電至此至此 PbSO4的量已不多，再繼續(xù)充電必須加的量已不多，再繼續(xù)充電必須加大電壓，當(dāng)加大到大電壓，當(dāng)加大到 23 V時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生 O2，陰極產(chǎn)生陰極產(chǎn)生H2，充電應(yīng)停止，否則會(huì)減小電池，充電應(yīng)停止，否則會(huì)減小電池容量。容量。當(dāng)正極當(dāng)正極 PbO2，負(fù)極，負(fù)極Pb均轉(zhuǎn)化為均轉(zhuǎn)化為PbSO4，電解，電解液中液中H2SO4濃度變稀時(shí)，平衡電壓下降，電極濃度變稀時(shí)，平衡電壓下降，電極孔隙被孔隙被PbSO4覆蓋覆蓋 (不導(dǎo)電不導(dǎo)電)，此時(shí)極化嚴(yán)重，此

9、時(shí)極化嚴(yán)重，電壓明顯下降。若過(guò)量放電可引起電壓明顯下降。若過(guò)量放電可引起PbSO4結(jié)晶結(jié)晶增大，以后充電時(shí)就不能恢復(fù)。增大，以后充電時(shí)就不能恢復(fù)。54b . 愛(ài)迪生鎳、鐵電池愛(ài)迪生鎳、鐵電池正極正極 Fe負(fù)極負(fù)極 Ni(OH)3電解液是電解液是 20 KOH（aq） 電池式電池式 （）（）Ni + Ni(OH)3KOH（20）Fe（）（）陽(yáng)極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng) Fe 2OH Fe(OH)2 2e陰極反應(yīng)陰極反應(yīng) 2Ni(OH)3 2e 2Ni(OH)2 2OH總反應(yīng)總反應(yīng) Fe 2Ni(OH)3 2Ni(OH)2 Fe(OH)2 若把若把 Fe 陽(yáng)極換成鎘，就成為陽(yáng)極換成鎘，就成為 鎳鎘電池鎳鎘電池

10、。其總反應(yīng)為其總反應(yīng)為 Cd 2 Ni(OH)3 2Ni(OH)2 Cd(OH)2 這類電池電解液濃度不變化，僅起到傳遞這類電池電解液濃度不變化，僅起到傳遞OH離子的媒介作用，無(wú)離子的媒介作用，無(wú)論超充電，低充電或放電，都不會(huì)損害或失去電容量。所以，它廣論超充電，低充電或放電，都不會(huì)損害或失去電容量。所以，它廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)度，維護(hù)簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。泛應(yīng)用于高強(qiáng)度，維護(hù)簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。c . 銀鋅蓄電池銀鋅蓄電池陰極：過(guò)氧化銀（銀氧化制備）陰極：過(guò)氧化銀（銀氧化制備）陽(yáng)極：多孔鋅板陽(yáng)極：多孔鋅板 電解液為電解液為40KOH加鋅酸鉀組成。加鋅酸鉀組成。55電池式電池式 （）（）Zn KOH(40) Ag2O

11、2Ag（）（）陽(yáng)極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng) 2Zn4OH 2Zn(OH)2 + 4e陰極反應(yīng)陰極反應(yīng) Ag2O22H2O4e 4OH2Ag總反應(yīng)總反應(yīng) Ag2O22H2O2Zn 2Zn(OH)22Ag 銀鋅電池體積輕巧，能輸出大電流，并且低溫時(shí)仍能保持良好銀鋅電池體積輕巧，能輸出大電流，并且低溫時(shí)仍能保持良好的電流輸出。的電流輸出。3、燃料電池燃料電池特性和種類特性和種類 液體和氣體兩類液體和氣體兩類56氫氧燃料電池氫氧燃料電池正極正極 O24H4e 2H2O負(fù)極負(fù)極 2H2 4H4e總反應(yīng)總反應(yīng) 2H2O2 2H2O甲醇燃料電池甲醇燃料電池堿性介質(zhì)堿性介質(zhì)正極正極 3O2 12H 12e 6 H2O 負(fù)極負(fù)極 2CH3OH 16OH 2 CO32 12H2O 12 e總反應(yīng)總反應(yīng) 3 O2 2 CH3OH 2OH 2 CO32 6H2O 酸性介質(zhì)酸性介質(zhì)正