分解电压的测定.docx

分解电压的测定摘 要：分解电压是探索电极过程机理和实际电解过程中电位控制的重要依据。用线性扫描伏安法测得氢氧化钠的电解质溶液中插入铂电极进行的电解，即电池反应的结果是使水分解。热力学分析表明实测分解电压与理论分解电压相差较大的主要原因是阳极上的去极化作用。关键词:分解电压;氢氧化钠;线性扫描伏安法前言：物质的分解电压是指进行长时间电解并析出电解产物所需的外加最小电压。 分解电压不仅为探索电极过程机理提供依据，在生产中还可以利用对分解电压或反电动势的测定来控制电解过程。 因此，分解电压研究具有非常重要的理论及实际意义。 本实验在1mol/dm-3NaOH 水溶液中插入两个铂电极，连接分解电压测量装置，逐渐增加电压进行电解，记录相应的电流值。从实验数据可见，当电压增加到某一数值时，电流突然直线上升，电极上有气泡逸出。为使电解不断进行而必须外加的最小电压值，称为电解质在该条件下的分解电压，用E分解表示。作I-V曲线，可求得E分解。 以期为工艺实验和实际生产提供基础数据和理论依据。一、实验目的及要求1．了解分解电压的概念，掌握测量分解电压的实验方法；2．了解分解电压与电极材料的关系。二、实验基本原理 当直流电通过电解质溶液时，在溶液内部，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，并在电极上进行放电，阳离子在阴极上得到电子发生还原反应；阴离子在阳极上失去电子发生氧化反应。本实验在1mol-1dm-3NaOH 水溶液中插入两个铂电极，连接分解电压测量装置，逐渐增加电压进行电解，记录相应的电流值。从实验数据可见，当电压增加到某一数值时，电流突然直线上升，电极上有气泡逸出。为使电解不断进行而必须外加的最小电压值，称为电解质在该条件下的分解电压，用E分解表示。作I-V曲线，可求得E分解。三、仪器试剂仪器：毫安表、电压表各一个，接线板一付（含滑线电阻器一个）。直流稳压电源一台或甲电池一对；试剂：蒸馏；1mol-1dm-3NaOH溶液。四．实验步骤1．电极清洗干净后，将两支铂电极分别插入已装电解质溶液的“H”型电解池直至浸没。2．按照要求正确连接线路后，应使滑线电阻的滑动点放在输出的最低处。3．缓慢移动电阻器，使电压以0.2V间隔增加，并记下相应的电流值。到1V时，以0.5V间隔增加电压。到电压为5.0V可终止实验。记录实验数据时，应在电压表、电流表均稳定时读取数据。五．注意事项1．正确连接线路，防止短路；2．电源输出不宜太高，一般小于5V。六．数据处理1．根据实验数据作I-V曲线，从曲线上找出电流直线上升段，将此直线作延长线与电压轴的交点即为所求分解电压。氢氧化钠的电流-电位图2．将H2SO4和NaOH电解质水溶液的实验结果与理论值比较，并加以讨论。七、创新启示1．随着电解的进行，系统的吉布斯函数增加237.18KJ??mol-1(250C,101325Pa),由公式 —ΔG=ZFE理论，此时Z=2，则所需的最小电压（可逆条件下）为理论分解电压为1.23V。实际上电解时，电极的平衡状态已破坏，成为不可逆电极，实际电解所需的电压比理论电压要大。分解电压超过原电池之可逆电动势的部分称为超电势。超电势包含三部分：一是电极和电解质溶液产生的电阻消耗的一部分电压（IR），称为电阻超电势； 二是由浓差极化引起的浓差超电势E浓差；三是电化学极化引起的活化超电势η。因此，分解电压为：八、提问及思考题1．在槽电压很低未达到分解电压时为何通过电解池的电流不会为零？2．电解H2SO4和NaOH不同电解质水溶液时，为何分解电压相同？