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第4章 电化学 正极、负极、 阴极、阳极 标准电极电势表 浓差极化 4、测定难溶盐的溶度积常数 4.4 电解与电化学技术 4.4.1 电解与电解定律 4.4.2 分解电压 4.4.3 电极的极化和超电势 “极化”的原因： （1）浓差极化 离子扩散速率缓慢所致 （2）电化学极化 电解产物析出过程中某一步骤反应速率迟缓所致 超电势导致： 阳极析出电势升高，即φ 析,阳 φ阳 +η ; 阴极析出电势降低，即φ 析,阴 φ阴 -η 。 实际c H+ 偏小 Φ阴 Φ阴 + RT/F Ln c H+ 实际c OH- 偏小 Φ阳 Φ阳 - RT/F Ln c OH- OH- 测定水的分解电压 A V R H+ 阳极: OH- 1/2 H2O+1/4O2+e- 阴极: H+ + e- 1/2 H2 原电池中是否存在浓差极化现象？ 影响超电势的因素有三个方面： ①电解产物：金属的超电势一般很小，气体的超电势较大，而氢气、氧气的超电势更大。 ②电极材料和表面状态：同一电解产物在不同的电极上的超电势数值不同，且电极表面状态不同时超电势数值也不同。 ③电流密度：随着电流密度增大超电势增大。在表达超电势的数据时，必须指明电流密度的数值或具体条件。 4.4.4 电解池中两级的电解产物 电解液中到底哪种离子首先在阳极和阴极析出呢？ 判别依据 阳极：还原态物质被氧化 析出电势越小越先发生 阴极：氧化态物质被还原 析出电势越大越先发生 析出电势大小的决定因素 1）离子及其相应电对在标准电极电势表中的位置 2）离子浓度 3）电解产物的超电势 ? 析,阳 ? 阳 +η; ? 析,阴 ? 阴 -η 1. 阳极产物 2. 阴极产物 4.4.5 电解的应用 1. 电解生产 2. 金属的精炼 3. 电镀 如：电镀锌，被镀零件作为阴极材料，金属锌作为阳极材料，在锌盐 如Na2[Zn OH 4] 溶液中进行电解。 阴极：Zn2++2e- Zn 阳极：Zn Zn2++2e- Cu Zn Na2[Zn OH 4] 4. 阳极氧化 4.5 金属的腐蚀与防止 4.5.1 腐蚀的分类与腐蚀机理 1. 腐蚀的分类 2. 腐蚀的机理 1 析氢腐蚀 2 吸氧腐蚀 4.5.2 金属的耐腐蚀性能 1. 金属的本性 首 页 末 页 下一页 上一页 * 4.2 原电池 4.2.1 原电池的组成 电势低的极称为负极，电子从负极流向正极。 负极： 电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。 正极： 发生还原作用的极称为阴极。 阴极： Cathode 发生氧化作用的极称为阳极。 阳极： Anode 在原电池中，阴极是正极；在电解池中，阴极是负极。 在原电池中，阳极是负极；在电解池中，阳极是正极。 原电池或电解池中，阴离子总是移向阳极！！！ 4.2.2 原电池的表达简式 1. 左边为负极，起氧化作用，是阳极； 2. “|” 表示相界面，有电势差存在。 4. 要注明温度，不注明就是298.15 K； 右边为正极，起还原作用，是阴极。 要注明物态； 3. “ ”或“ ”表示盐桥，用于不同液相之间。 5.用“,”分隔两种不同种类或不同价态的溶液，溶液要注明浓度；当半反应中有气体时，需外加惰性导电材料，气体要注明压力和依附的惰性金属。 如： （-）Zn∣ZnSO4 c1 ‖CuSO4 c2 ∣Cu（+） （-）Cu∣Cu NO3 2 c1 ‖AgNO3 c2 ∣Ag（+） （-）Pt∣Fe3+ c1 ，Fe2+ c2 ‖Cl- c3 ∣Cl2 p ∣Pt（+） 任一自发的氧化还原反应都可以设计成一个原电池。 4.2.3 原电池的种类 4.3 电极电势及其应用 4.3.1 电极和电极电势的形成 4.3.2 标准氢电极和标准电极电势 1 ?θ值与半反应的写法无关 ?θ的代数值是反映物质得失电子倾向的大小，它与物质的量无关。 如：Zn2++2e- Zn 与 2Zn2++4e- 2Zn ?θ数值相同 2 ?θ值与半反应的方向（正、逆）无关。 如Cu2++2e- Cu与Cu Cu2++2e- ?θ数值相同 无论电对在实际反应中的转化方向如何，或者说无论电对在反应中充当正极还是负极，?θ的代数值不变。 铜锌原电池 银铜原电池 电极电势的特性： 4.3.3 电极电势的能斯特方程 4.3.4 可逆电池的电动势与氧化还原反应的吉 布斯函数变 1、E与ΔG的关系式 2、电动势的能斯特方程 4.3.5 电极电势的应用 1、氧化剂和还原剂相对强弱的比较 2.866 0.401 0.3419 0 -0.7618 -2.71 φ /V F2 g +2eˉ 2Fˉ