章電解與極化作用(2)(完整版)
【正文】 電勢(shì)都是正值，把陰極超電勢(shì) 和陽(yáng)極超電勢(shì) 分別定義為： ?陰?陽(yáng) 陽(yáng)極 上由于超電勢(shì)使 電極電 勢(shì)變大 ， 陰極 上由于超電勢(shì)使 電極電勢(shì)變小 。 極化曲線（ polarization curve） 電解池中兩電極的極化曲線 j(電流密度) E可逆 E可逆 ΔE不可逆 η陰 η陽(yáng) 電極電勢(shì) ???? 電解質(zhì)溶液通常用水作溶劑，在電解過(guò)程中， 在陰極會(huì)與金屬離子競(jìng)爭(zhēng)還原。 氫在幾種電極上的超電勢(shì) Tafel 公式（ Tafel’s equation） 早在 1905年， Tafel 發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一些常見(jiàn)的電極反應(yīng)，超電勢(shì)與電流密度之間在一定范圍內(nèi)存在如下的定量關(guān)系： lna b j? ??式中 j 是電流密度， 是單位電流密度時(shí)的超電勢(shì)值 ，與電極材料、表面狀態(tài)、溶液組成和溫度等因素有關(guān)， 是超電勢(shì)值的決定因素。電極電勢(shì) 最小的首先在陽(yáng)極氧化 。 電解的應(yīng)用 167。 +H2+H++22H12H e H ( g ) ( H |H ) l naRTFa??? ? ? ?設(shè) +27HH1 , 10aa??? +2( H | H ) 3 V? ??鐵陽(yáng)極氧化，當(dāng) 時(shí)認(rèn)為已經(jīng)發(fā)生腐蝕， 2 + 6( F e ) 1 0a ??2 + 2 +61( F e |F e ) ( F e |F e ) l n10 0 . 6 1 7 VRTzF?? ?? ???這時(shí)組成原電池的電動(dòng)勢(shì)為 ，是自發(fā)電池。 ABEFC D活化區(qū) 鈍化區(qū) 過(guò)鈍化區(qū) ????lgjEjBj金屬的鈍化 金屬的防腐 （ 4）加緩蝕劑 在可能組成原電池的系統(tǒng)中加緩蝕劑，改變介質(zhì)的性質(zhì)，降低腐蝕速度。如常見(jiàn)的鉛蓄電池和其它可充電電池等。 一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如氫氣、甲醇、天然氣、煤氣等 作為負(fù)極的反應(yīng)物質(zhì) 燃料電池 燃料電池 氫～氧燃料電池 電極反應(yīng)為： 電池反應(yīng)為： 理論上其電動(dòng)勢(shì) ，但實(shí)際工作電壓約為 ～ 。穩(wěn)定性好，可連續(xù)工作，可積木式組裝，可移動(dòng) 氫氧燃料電池的難點(diǎn)： 氫氣的儲(chǔ)存 液氫要求高壓、低溫，有危險(xiǎn)性 鋼瓶?jī)?chǔ)氫，可使用氫氣只占鋼瓶質(zhì)量的 1%， 同樣有危險(xiǎn)性 研制儲(chǔ)氫金屬和其他儲(chǔ)氫材料 研制用太陽(yáng)能制備氫氣 。 氫氧燃料電池 H2 ( pH2) | H+ 或 OH (aq) | O2 ( pO2) 氧電極： O2+4H++4e →2H 2O 氫電極： 2H2( pH2) → 4H + + 4e 凈反應(yīng)： 2H2( pH2) + O2 = 2H2O 在 pH 1— 14范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì) V 2H多孔電極 離子交換膜 + ?e?+ 224 H 4 e +O 2 H O???+2H 2 H 2 e ???2O2HO氫氧燃料電池示意圖 燃料電池的優(yōu)點(diǎn)： 1。 一次電池 一次電池 最常見(jiàn)一次電池是鋅一錳干電池： Zn|NH4Cl（ 20% 淀粉糊體）， ZnCl2(a)，MnO2|C(+) 陽(yáng)極為汞齊化的鋅片，陰極為附著在碳棒上的 MnO2，電解液中加入淀粉使成糊體以防止溢漏。如在煉鋼時(shí)加入 Mn， Cr等元素制成不銹鋼。 金屬的防腐 金屬的防腐 （ 1）非金屬防腐 在金屬表面涂上油漆、搪瓷、塑料、瀝青等，將金屬與腐蝕介質(zhì)隔開(kāi)?；瘜W(xué)腐蝕作用進(jìn)行時(shí)無(wú)電流產(chǎn)生。 發(fā)生氧化的物質(zhì)有： （ 2）陽(yáng)極本身發(fā)生
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