电解与极化作用课件.pptVIP

氫在幾種電極上的超電勢Tafel公式（Tafel’sequation）早在1905年，Tafel發現，對於一些常見的電極反應，超電勢與電流密度之間在一定範圍記憶體在如下的定量關係：式中j是電流密度，是單位電流密度時的超電勢值，與電極材料、表面狀態、溶液組成和溫度等因素有關，是超電勢值的決定因素。在常溫下一般等於 陰極上的反應判斷在陰極上首先析出何種物質，應把可能發生還原物質的電極電勢計算出來，同時考慮它的超電勢。電極電勢最大的首先在陰極析出。電解時陰極上發生還原反應。發生還原的物質通常有(1)金屬離子，(2)氫離子（中性水溶液中 ）。§10.3電解時電極上的競爭反應§10.3電解時電極上的競爭反應陽極上的反應判斷在陽極上首先發生什麼反應，應把可能發生氧化物質的電極電勢計算出來，同時要考慮它的超電勢。電極電勢最小的首先在陽極氧化。電解時陽極上發生氧化反應。發生氧化的物質有：（2）陽極本身發生氧化（1）陰離子，如 等分解電壓電解水溶液時，因或的析出，會改變或的濃度，計算電極電勢時應把這個因素考慮進去確定了陽極、陰極析出的物質後，將兩者的析出電勢相減，就得到了實際分解電壓。因為電解池中陽極是正極，電極電勢較高，所以用陽極析出電勢減去陰極析出電勢。為了使分離效果較好，後一種離子反應時，前一種離子的活度應減少到以下，這樣要求兩種離子的析出電勢相差一定的數值。金屬離子的分離如果溶液中含有多個析出電勢不同的金屬離子，可以控制外加電壓的大小，使金屬離子分步析出而達到分離的目的。陰極產品：電鍍、金屬提純、保護、產品的美化（包括金屬、塑膠）和製備及有機物的還原產物等陽極產品：鋁合金的氧化和著色、製備氧氣、雙氧水、氯氣以及有機物的氧化產物等。常見的電解製備有氯堿工業、由丙烯腈制乙二腈、用硝基苯制苯胺等。電解的應用§10.4金屬的電化學腐蝕、防腐與金屬的鈍化金屬腐蝕分兩類：（1）化學腐蝕金屬表面與介質如氣體或非電解質液體等因發生化學作用而引起的腐蝕，稱為化學腐蝕。化學腐蝕作用進行時無電流產生。（2）電化學腐蝕金屬表面與介質如潮濕空氣或電解質溶液等，因形成微電池，金屬作為陽極發生氧化而使金屬發生腐蝕。這種由於電化學作用引起的腐蝕稱為電化學腐蝕。將含有雜質的粗鋅放入稀硫酸中，腐蝕速度比純鋅快既有化學腐蝕,又有電化學腐蝕雜質金屬的電化學腐蝕銅板上的鐵鉚釘為什麼特別容易生銹？暴露在空氣中，表面被潮濕空氣或雨水浸潤，空氣中的 和海邊空氣中的NaCl溶解其中，形成電解質溶液，這樣組成了原電池銅作陰極，鐵作陽極所以鐵很快腐蝕形成鐵銹。電化學腐蝕示意圖鐵銹的組成鐵在酸性介質中只能氧化成二價鐵：二價鐵被空氣中的氧氣氧化成三價鐵，三價鐵在水溶液中生成 沉澱， 又可能部分失水生成所以鐵銹是一個由 等化合物組成的疏鬆的混雜物質。腐蝕時陰極上的反應(1)析氫腐蝕酸性介質中在陰極上還原成氫氣析出。設 鐵陽極氧化，當 時認為已經發生腐蝕，這時組成原電池的電動勢為 ，是自發電池。如果既有酸性介質，又有氧氣存在，在陰極上發生消耗氧的還原反應：這時與 (-0.617V)陽極組成原電池的電動勢為 （2）耗氧腐蝕顯然耗氧腐蝕比析氫腐蝕嚴重得多。金屬的防腐金屬的防腐（1）非金屬防腐在金屬表面塗上油漆、搪瓷、塑膠、瀝青等，將金屬與腐蝕介質隔開。（2）金屬保護層在需保護的金屬表面用電鍍或化學鍍的方法鍍上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金屬，保護內層不被腐蝕。**電解與極化作用§10.1理論分解電壓理論分解電壓使某電解質溶液能連續不斷發生電解時所必須外加的最小電壓，在數值上等於該電解池作為可逆電池時的可逆電動勢分解電壓的測定使用Pt電極電解HCl，加入中性鹽用來導電，實驗裝置如圖所示。逐漸增加外加電壓，由安培計G和伏特計V分別測定線路中的電流強度I和電壓E，畫出I-E曲線。電源分解電壓的測定陽極陰極外加電壓很小時，幾乎無電流通過，陰、陽極上無H2(g)和Cl2(g)放出。隨著E的增大，電極表面產生少量氫氣和氯氣，但壓力低於大氣壓，無法逸出。電流I電壓E測定分解電壓時的電流-電壓曲線所產生的氫氣和氯構