（精）第25章电化学动力学及其应用.ppt

(3) 金属的可逆电势虽然比氢的可逆电势正得多，但由于其极化很大，在一定电流密度下，阴极电势比氢析出的可逆电势为负，因此氢亦同时析出 (4) 金属的可逆电势很负，金属离子放电的超电势不大，但氢的超电势很高。由于金属析出的超电势不大，因此在较大电流密度时，金属析出比氢析出的比例大 第二十五章 电化学动力学及其应用 2. 几种金属离子共存时的电沉积 第二十五章 电化学动力学及其应用 (1) 两个标准电极电势近乎相等而超电势都很小 ，两种离子活度只有很小的差别就可以同时沉积出 (2) 两个标准电极电势不同，但两种金属离子的放电超电势之差足以补偿两个标准电极电势之差 (3) 可逆电极电势之差和超电势之差都由离子活度之差予以补偿 第二十五章 电化学动力学及其应用 －1.2 －0.76 锌 －0.9 －0.40 镉 －1.0 0.34 铜 在络合氰化物中的放电电势／V 在硫酸盐的放电电势/V 金属 Ag(CN) + e? → Ag + 2CN? Ag+ + e? → Ag Ag(CN) → Ag+ + 2CN? (三) 金属的腐蚀和防腐 金属表面与介质直接起化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀 金属的表面同外面的介质发生电化学作用而有电流产生的称为电化学腐蚀 第二十五章 电化学动力学及其应用 正极: Fe → Fe2+ + 2e? 负极: O2 + 4H+ + 4e? → 2H2O 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 第二十五章 电化学动力学及其应用 发生金属的电化学腐蚀必须具备三个条件： (1)金属表面上的不同区域或不同金属在腐蚀介质中 存在 着电极电势差； (2) 具有电极电势差的两电极处于短路状态； (3) 金属两极都处于电解质溶液中。 防腐 1. 金属镀层 用电镀或化学镀方法在金属的表面镀一层别的金属或合金作为保护层 2. 阳极保护 用阳极极化的方法使金属 钝化并用微弱的电流维持钝 化状态，使金属得到保护 第二十五章 电化学动力学及其应用 3. 阴极保护 用牺牲阳极方法将金属阴极极化，使金属的电极电位向负方向移动，从而减少金属的电化学腐蚀速度 第二十五章 电化学动力学及其应用 4. 缓蚀剂 在腐蚀性介质中添加缓蚀剂如一些有机表面活性物质可以降低金属的腐蚀速率 第二十五章 电化学动力学及其应用 (四) 化学电源 1. 化学电源中使用的一些术语及其计算方法 (1) 一次电池 (2) 二次电池 (3) 开路电压 (4) 工作电压 (5) 放电 (6)充电 (7) 放电倍率 (8) 电池容量 (9) 能量密度 (10) 比功率 第二十五章 电化学动力学及其应用 计算铅酸蓄电池的理论电容量和理论比能量。制作一个54 A?h的铅酸蓄电池，若用230 g铅，问铅的利用率为多少?(己知电池电动势为2.04 V) 解：电池反应为 Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O 207.2 + 239.2 + 298.09 = 642.6 因此，根据法拉第定律，理论电容量 制做一个54 A?h的电池，理论上需纯铅 2. 常用电池简介 (1) 锌锰干电池 (?) Zn | NH4Cl | MnO2 | C (+) 电池的电动势为1.5 V。放电时的反应是 负极： Zn + H2O →ZnO+ 2H+ + 2e? 正极： 2MnO2 + 2H+ + 2e?→ 2MnOOH 电池反应： Zn + 2MnO2 + H2O → ZnO + 2MnOOH 第二十五章 电化学动力学及其应用 (2) 铅蓄电池 (?) Pb| H2SO4 | PbO2 (+) 电池的电动势为2.0 V。放电时的反应是 负极反应：Pb + H2SO4 → PbSO4 + 2H+ + 2e? 正极反应：PbO2 + 2H+ + H2SO4 + 2e? → PbSO4 + 2H2O 电池反应：Pb + PbO2 + 2 H2SO4 →2PbSO4 + 2H2O 充电时的反应是 负极反应：PbSO4 + 2H+ + 2e → Pb + H2SO4 ? 正极反应：PbSO4 + 2H