電解極化10-2(講課)課件

§10-2極化作用一、電極的極化實驗表明：或當(dāng)陽極超電勢陰極超電勢電極的極化：電流通過電極時，電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象陽極超電勢：

或陰極超電勢：

或

說明①陽

、陰都為正值，與電極材料、表面性質(zhì)及電流密度有關(guān)；②↗

，極化程度↗

，即電極不可逆程度越大。二、極化產(chǎn)生的原因1.濃差極化如電池若電池以一定的電流放電：在陰極：產(chǎn)生Cl-的速度>

Cl-擴散速度導(dǎo)致陰極附近的Cl-濃度>溶液本體Cl-濃度即∴則有電流通過時，由于電極附近與溶液本體間的濃度差而產(chǎn)生的極化稱為~。同理，在陽極：產(chǎn)生Zn2+的速度>

Zn2+擴散速度導(dǎo)致陽極附近的Zn2+濃度>溶液本體Zn2+濃度即∴則濃差極化：擴散的遲緩性極化結(jié)果：陰極電極電勢降低，陽極電極電勢升高。消除方法：加強機械攪拌或升高溫度。2.電化學(xué)極化(活化極化)如電池以一定電流放電時，在陰極Ag+

還原反應(yīng)速度<電子傳遞速度則消除方法：欲減小電化學(xué)極化，須設(shè)法提高電極反應(yīng)速度。例如用Pt做電極時，在Pt表面電鍍一層絨狀的鉑黑，目的是加速電極反應(yīng)速率，以減小電化學(xué)極化。3.電阻極化（不普遍）由于電極反應(yīng)生成電阻大的氧化物或其它物質(zhì)的薄膜，電流通過時產(chǎn)生IR降電阻超電勢小結(jié)：①任何電極，當(dāng)I≠0

時，濃差極化和電化學(xué)極化都存在極化結(jié)果：陰極電極電勢降低，陽極電極電勢升高②電極上的電流密度不同，值不同；I=0時,=0③值大小一方面表示各種因素對電解過程阻力的大小，另一方面表示某電極反應(yīng)進(jìn)行時推動力的大小。I=0時，=0，電極處于平衡狀態(tài)，電極上無凈反應(yīng)發(fā)生，

≠0時，電極反應(yīng)才會定向進(jìn)行。電極上有可能發(fā)生氧化反應(yīng)電極上有可能發(fā)生還原反應(yīng)

超電勢或電極電勢與電流密度之間的關(guān)系曲線稱為極化曲線，極化曲線的形狀和變化規(guī)律反映了電化學(xué)過程的動力學(xué)特征。電解池(a)隨著電流密度的增大，兩電極上的超電勢也增大，陽極析出電勢變大，陰極析出電勢變小，使外加的電壓增加，額外消耗了電能。對原電池原電池(b)隨著電流密度的增加，陽極析出電勢變大，陰極析出電勢變小。由于極化，使原電池的作功能力下降。3.溫度、濃度的影響溫度、濃度影響擴散速率和電極反應(yīng)速率，故對有影響。4.攪拌速度攪拌速度影響擴散速率，對濃差極化有影響。從能量損失角度，極化產(chǎn)生超電勢，是不利因素；亦可利用解決實際問題，如金屬的分離、電鍍等。

的兩面性：金屬在電極上析出時超電勢很小，通?？珊雎圆挥?。而氣體，特別是氫氣和氧氣，超電勢值較大。氫氣在幾種電極上的超電勢如圖所示?？梢娫谑凸炔牧仙希妱莺艽?，對于金屬Pt，特別是鍍了鉑黑的鉑電極上，超電勢很小，所以標(biāo)準(zhǔn)氫電極中的鉑電極要鍍上鉑黑。早在1905年，Tafel發(fā)現(xiàn)對于一些常見的電極反應(yīng)，超電勢與電流密度之間在一定范圍內(nèi)存在如下的定量關(guān)系：此式稱為Tafe