電極過程概述ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-11 05:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大，陰極析出電勢(shì)變小，使外加的電壓增加，額外消耗了電能。 (2)原電池中兩電極的極化曲線 原電池中，負(fù)極是陽極，正極是陰極。隨著電流密度的增加，陽極析出電勢(shì)變大，陰極析出電勢(shì)變小。由于極化，使原電池的作功能力下降。 但可以利用這種極化降低金屬的電化腐蝕速度。 不論是原電池，還是電解池，單個(gè)電極極化的結(jié)果是相同的。即：陰極的電極電勢(shì)變得更負(fù)，陽極電極電勢(shì)變得更正。 原電池的極化 原電池的極化結(jié)果是：當(dāng)有電流通過原電池時(shí)，原電池的端電壓小于平衡電池電動(dòng)勢(shì)，即： E原電池 = E平 – η陽 – η陰 – IR 電解池的極化 電解池的極化結(jié)果是：當(dāng)有電流通過電解池時(shí)，電解池的端電壓大于平衡電池電動(dòng)勢(shì)，即： E電解池 = E平 + η陽 + η陰 + IR Red1 Ox1+z1e Ox2+z2e Red2 放電 (原電池 ) ()極 (+)極 陽極 陰極 陰極 陽極 Ox1+z1e Red1 Red2 Ox2+z2e a? c?c? a?V E V ?i, ?i, ?i, ?i,+ ?i,+ ?i,+ ? ?+ Ia Ia Ic Ic 電 流 強(qiáng) 度 充電 (電解池 ) 原電池與電解池的比較 原電池 電解池 陰極 (+)→ 負(fù)移 陽極 → 正移 陽極 ()→ 正移 陰極 → 負(fù)移 EV EV 極 化 ?電極 = ?活化 + ?濃差 +?電阻 減小 ?途徑 改變表面 攪拌 增大電解質(zhì)溶液 Tafel 公式（ Tafel’s equation） 早在 1905年， Tafel 發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一些常見的電極反應(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? ??這就稱為 Tafel 公式。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。 在常溫下一般等于 。 ab V極化產(chǎn)生的種類 ： (1)濃差極化 ： 擴(kuò)散過程的遲緩性而引起的極化 。 以 Zn2+ 在陰極還原為例。由于Zn2+沉積到陰極上，而溶液本體中 Zn2+來不及補(bǔ)充上去，在陰極附近 Zn2+ 的濃度低于它在本體溶液中的濃度。結(jié)果電極如同浸入一個(gè)濃度較小的溶液一般。而通常所說的平衡電極電勢(shì)都是指在本體溶液中而言。所以此電極電勢(shì)低于平衡值。這種現(xiàn)象稱為 濃差極化 。 – Zn2+ 用攪拌的方法可使?jié)獠顦O化減小，但由于電極表面總有一個(gè)擴(kuò)散層，所以不能完全消除。 (2)電化學(xué)極化 ： 電化學(xué)反應(yīng)本身的遲緩性引起的極化。 Zn2+ – 仍以 Zn2+ 在陰極還原為例。 當(dāng)電流通過電極時(shí)，由于電極反應(yīng)速率是有限的，所以電子到達(dá)極板后，不能立即被Zn2+ 消耗，所以電極表面積累起比平衡態(tài)多的電子，相應(yīng)于使電極電勢(shì)降低。 以上兩種極化效應(yīng)的結(jié)果，使陰極電勢(shì)更負(fù)，陽極電勢(shì)更正。
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