极化作用详解
极化状态物理知识点总结
极化状态物理知识点总结极化是指物质内部的正负电荷分布出现不均匀的情况，其中正电荷聚集的地方为正极化，负电荷聚集的地方为负极化。
在物理学中，极化状态是一个重要的概念，它在电磁学、光学、固体物理等领域都有广泛的应用。
本文将从宏观和微观两个层面对极化状态的物理知识点进行总结。
一、宏观上的极化状态1. 极化电荷密度在宏观上，极化状态通常是指物质中产生的极化电荷密度。
当外电场作用于物质时，原子或分子内的正负电荷将发生位移，导致物质表面出现正负电荷分布不均的情况，从而产生极化电荷密度。
极化电荷密度可以用极化矢量P表示，其大小与外电场的强度成正比，方向与外电场方向相同。
2. 极化率极化率是一个描述物质对外电场响应能力的物理量，它是极化矢量和外电场的比值。
极化率通常由介电常数来表示，介电常数越大，说明物质对外电场的响应能力越强。
极化率是物质性质的重要参量，不同物质的极化率差异很大，可以用来描述物质的极化特性。
3. 极化过程在外电场作用下，物质内部的原子或分子会发生极化，从而导致物质内部出现极化电荷密度，这个过程称为极化过程。
极化过程是一个动态过程，需要一定的时间来完成，其速率与物质的性质有关。
一般来说，极化过程可以分为快速极化和慢速极化两种情况。
4. 极化效应极化效应是指物质在外电场作用下产生的各种物理效应，包括电介质极化效应、电磁波传播中的极化效应、光学中的极化效应等。
极化效应是物理学中的一个重要现象，它在材料科学、电子工程、光学仪器等领域都有广泛的应用。
二、微观上的极化状态1. 偶极子在微观尺度上，物质的极化状态可以通过偶极子来描述。
偶极子是一个正负等量的点电荷组成的电偶极矩，在外电场作用下会发生定向排列，从而引起物质的极化。
偶极子模型是描述物质极化状态的一个重要模型，它可以解释多种物理效应，如介电极化效应、介电常数等。
2. 极化子物质内部的极化状态是由一系列的极化子组成的，这些极化子可以是原子、分子、离子等微观粒子。
极化
电极上有（净）电流流过时，电极电势偏离其平衡值，此现象称作极化。
根据电流的方向又可分为阳极化和阴极化。
极化是指腐蚀电池作用一经开始，其电子流动的速度大于电极反应的速度。
在阳极，电子流走了，离子化反应赶不上补充；在阴极，电子流入快，取走电子的阴极反应赶不上，这样阳极电位向正移，阴极电位向负移，从而缩小电位差，减缓了腐蚀。
电极的去极化：
凡是能减弱或消除极化过程的作用称为去极化作用。
在溶液增加去极剂的浓度、升温、搅拌以及其它降低活化超电压的措施都将促进阴极去极化作用的增强；阳极去极化作用是指减少或消除阳极极化的作用，例如搅拌、升温等均会加快金属阳离子进入溶液的速度，从而减弱阳极极化。
溶液中加入络合剂或沉淀剂，它们会与金属离子形成难溶解的络合物或沉淀物，不仅可以使金属表面附近溶液中金属离子浓度降低，并能一定程度地减弱阳极电化学极化。
如果溶液中加入某些活性阴离子，就有可能使已经钝化了的金属重新处于活化状态。
显然，从控制腐蚀的角度，总是希望如何增强极化作用用以降低腐蚀速度。
但是对于电解过程，腐蚀加工，为了减少能耗却常常力图强化去极化作用。
用作牺牲阳极保护的材料也是要求极化性能越小越好。
注意：电导率探头在不通电的情况下也会极化，其可能是电极不对称或材质不同造成！
用数字万用表测量放在0.05mol/L的kcl溶液中，自动生成40mV左右电压。
第四章电化学腐蚀反应动力学详解
a）腐蚀的驱动力——腐蚀电池的起始电势差 0,C 0, A
b）腐蚀的阻力——阴、阳极的极化率 PC 和 PA ，以及欧姆电阻 R
三项阻力中任意一项都可能明显地超过另两项，在腐蚀过程中对速度起 控制作用，称为控制因素。利用极化图可以非常直观地判断腐蚀的控制 速度。
欧姆电势降与阴极（或阳极）极化曲线加和起来，如图中的 0,C A线， 然后与阳极极化曲线 0,AS 相交于A点，则点A对应的电流I1就是这
种情况下的腐蚀电流。
0,C 0,A C A I1R I1PC I1PA I1R
I1
0,C
PC
0,A
PA R
即
I corr
0,C 0,A
PC PA R
则阳极极化 阴极极化
A E Ei Ee （4.1a） c E Ee Ei （4.1b）
对不可逆电极存在一个稳态的电位Es，也使用电极极化一词。这时，极化值 的大小用类似式（4.1）的方程式表示
E Ei Es （4.2）
极化的结果：阴极极化使电极电位负移，阳极极化使电极电位正移。 当电流通过电极时，电极上产生两种相反的作用：
铜不溶于还原性酸，因为铜的平衡电势高于氢的平衡电势，不能形成氢阴极 构成腐蚀电池，但铜可溶于含氧酸或氧化性酸中，因为氧的平衡电势比铜高， 可构成阴极反应，组成腐蚀电池。酸中含氧量多，氧去极化容易，腐蚀电流 较大，而氧少时，氧去极化困难，腐蚀电流较小。见图4.10
铜在非含氧酸中是耐蚀的，但当溶液中含氰化物时，可与铜离子配合形成配 合离子，铜的电势向负方向移动，这样铜就可能溶解在还原酸中。见图4.10
图4.7 氧化性酸对铁的腐蚀
图4.8 金属平衡电极电位对腐蚀电流的影响
图4.9 钢在非氧化酸中的腐蚀极化图
极 化 作 用
定义超电势
(阴) = E(阴平) － E (阴) (阳) = E(阳) － E(阳平)
E(电解) = E(可逆)＋ (阴) ＋ (阳) > E(可逆) E(电池) = E(可逆)－ (阴) － (阳) < E(可逆) 可见, 实际电解过程消耗的电功比可逆时消耗 的多; 而电池实际放电时作的电功比学反应本身的迟缓性而 引起的电极电势对平衡电势的偏离 称为电化学极化.
如图所示, 当电流通过电 极时, 阴极上的还原反应来 不及消耗外界输送的电子, 使电极表面上积累了多于平 衡状态下的电子, 导致电极 电势向负方向移动. 反之, 阳极上的氧化反应 来不及补充电极上被外界取 走的电子, 使电极表面的电 子数比平衡状态下少, 导致 电极电势向正的方向移动.
相对应的原电池 － Ag|H2(p )| NaOH{a(OH ) = 1}| O2(p )|Ag
阳极反应： H 2 ( p ) 2O H 2H 2O (l) 2e 阴极反应： O 2 ( p ) H 2O 2e 2O H H 2 ( p ) 1 O ( p ) H 2O 2 2
e－
Ag + Ag + e－ Ag
阴
• 电化学极化示意图
当电化学极化程度较高且浓差极化 可忽略时, 超电势与电流密度之间常满 足半对数直线关系 ＝a + blgJ, 该式称 为塔菲尔方程, a和b为塔菲尔常数.
在25℃, p 条件下, 当电流密度 J = 0.1 A· cm2时, 氢和氧在Ag电极上的超电势分 别为0.87 V和0.96 V. 问在上述条件下电解 NaOH溶液需多大的外加电压？ (已知 E (OH|H2|Pt) =－0.828 V, E (OH|O2|Pt) = 0.401V. )
极化作用和反极化作用
极化作用和反极化作用嘿，朋友们！今天咱来聊聊极化作用和反极化作用这对有趣的“家伙”。
咱先说极化作用，这就好比是一场力量的“拔河比赛”。
在化学反应里，正离子和负离子之间存在着一种相互的吸引力，就像两边的队伍在使劲拉绳子一样。
正离子会把电子往自己这边“拽”，让自己变得更正，而负离子呢就变得更负啦。
这一拉一扯之间，就出现了极化作用。
你说神奇不神奇？那反极化作用呢，就像是这场拔河比赛中突然出现的变数。
本来正离子是占优势的，可有时候一些情况出现，会让负离子突然力量大增，反过来影响正离子，把正离子的极化给“打破”了，这就是反极化作用啦。
比如说，在一些化合物中，本来正离子稳稳地控制着局面，可突然某个因素出现，就像给负离子打了一针“强心剂”，让它一下子变得厉害起来。
这就好像本来你觉得自己稳稳地能赢一场比赛，结果对手突然爆发，把你给惊到了。
极化作用和反极化作用在很多化学反应里都起着重要的作用呢。
它们就像一对欢喜冤家，相互影响，相互制约。
没有极化作用，很多反应可能都没法正常进行；而没有反极化作用，反应可能就会变得过于单一，缺乏变化。
想想看，如果世界上所有的反应都是一成不变的，那该多无聊啊！正是因为有了极化作用和反极化作用，才让化学反应变得丰富多彩，充满了惊喜和未知。
就像我们的生活一样，如果每天都是一模一样的，那还有什么意思呢？极化作用和反极化作用就像是生活中的那些小变化、小惊喜，让我们的生活变得更加有趣。
它们在材料科学里也很重要哦！会影响材料的性质和性能。
比如有些材料的导电性、磁性等，都和极化作用、反极化作用有着密切的关系。
所以啊，可别小看了极化作用和反极化作用这两个“小家伙”，它们在化学的世界里可是有着大大的能量呢！它们让化学变得更加神奇，更加有魅力。
我们要好好去了解它们，掌握它们的规律，这样才能更好地利用化学，为我们的生活带来更多的便利和惊喜呀！总之，极化作用和反极化作用，真的很重要！。
电介质的极化知识点
电介质的极化知识点电介质是一种具有不良导电性质的物质，能够在电场中极化，并且在极化过程中，电介质内部的正、负电荷分离形成极化电荷。
电介质的极化现象在电子学、物理学、化学等领域中具有重要的应用和理论意义。
本文将针对电介质的极化进行详细阐述，包括极化的概念、分类、极化机制等重要知识点。
一、极化的概念极化是指电介质在外加电场的作用下，内部发生的一种现象，即电介质内部的正、负电荷分离形成极化电荷。
当电介质处于无电场状态时，其内部的正负电荷呈均匀分布；而当外加电场存在时，正负电荷会发生位移，并在电介质两端形成极化电荷。
二、电介质的极化分类根据电介质极化的性质和机制，可以将电介质的极化分为以下几种类型：1. 电子极化电子极化是指电子在电场作用下发生位移，从而使得电介质发生偶极矩的现象。
在电子极化过程中，电子云相对于离子核的位移引起了正、负电荷的分离。
2. 离子极化离子极化是指电介质中的正、负离子在电场中发生位移，从而产生极化现象。
离子极化通常发生在电解质溶液中，当外加电场作用于电解质溶液时，正、负离子会向相反的方向运动，形成极化电荷。
3. 偶极子极化偶极子极化是指由于电介质内部存在着极性分子，这些极性分子在外加电场作用下，会使得电介质发生极化现象。
在偶极子极化过程中，极性分子的正负电荷偏移，从而形成极化电荷。
4. 空间电荷极化空间电荷极化是指电介质内部的自由电荷在电场作用下发生位移，从而形成极化电荷。
空间电荷极化通常发生在导体中，由于导体内部的自由电子可以自由运动，受到外加电场的作用，自由电荷会在导体表面积聚形成极化电荷。
三、电介质的极化机制电介质的极化机制决定了它在电场中的极化特性。
根据电介质的性质和结构，极化机制可以分为以下几种：1. 电子极化机制电子极化主要发生在电子绝缘体中，在外加电场的作用下，电子云发生位移，并与离子核产生相对位移，从而使电介质发生极化。
2. 离子极化机制离子极化机制主要发生在电解质溶液中。
极化的生理学名词解释
极化的生理学名词解释生理学作为关于生物体内生命活动的科学研究，涉及到大量的专业名词。
其中，极化作为一个重要的生理学概念，在生物体内扮演着重要的角色。
本文将对极化的生理学名词进行解释，从细胞层面探讨极化的意义以及其在不同生理过程中的作用。
1. 极化的基本定义极化是指细胞膜上的电势差，通常分为静息膜电位和动作电位。
对于大多数细胞而言，静息膜电位是典型的负电位，在细胞内膜相对于细胞外膜电位较为负值。
这种电位差是由细胞内外不同的离子浓度分布所引起的。
静息膜电位是维持细胞正常功能的基础，也是信号传导的起点。
2. 极化在神经传导中的作用神经细胞是生物体中最重要的极化细胞之一。
神经元的细胞膜通过质子泵和离子通道调控离子的静息分布，从而维持静息膜电位。
当神经细胞受到刺激时，静息膜电位会发生短暂的变化，产生动作电位。
动作电位是一种快速的、可逆的膜电位反应，通过神经传递信号。
这种信号传递会在神经网络中引发一系列的化学和电信号，从而实现神经功能，如感知、运动和记忆等。
3. 极化在肌肉收缩中的作用在肌肉细胞中，极化对于肌肉收缩起着重要作用。
肌肉细胞是一种特殊的可收缩细胞，由一系列的肌原纤维组成。
这些肌原纤维通过神经刺激而产生收缩。
当神经末梢释放乙酰胆碱刺激肌肉细胞时，导致细胞膜上的离子通道打开，引发静息膜电位的变化。
这种电位变化传导到肌肉细胞深部的肌管系统，促使肌原纤维中的钙离子释放，从而激活肌肉收缩。
4. 极化在细胞增殖和分化中的作用细胞增殖和分化是多细胞生物体内的重要过程，决定了组织器官的正常发育和维持。
在细胞增殖和分化过程中，细胞通过极化来调控细胞周期和信号转导。
极化细胞在这一过程中起着关键作用。
具体来说，细胞极化可以通过膜蛋白质域的不对称分布和细胞内外信号的差异来实现。
这种极化细胞能够产生不同的细胞命运，如细胞迁移、细胞分裂和细胞分化等。
5. 极化与心脏的关系心脏是人体最重要的脏器之一，极化在心脏的正常功能中扮演着重要角色。
生理中的极化的名词解释
生理中的极化的名词解释在生理学中，极化是一个重要的概念，它涉及到细胞和组织内部的电位差和电荷分布。
极化是一种有序的状态，对于维持生物体正常功能和生命活动起着重要作用。
本文将从细胞膜极化、神经元兴奋传导和肌肉收缩等方面论述生理中的极化现象。
细胞膜极化细胞膜是一层由脂质和蛋白质构成的薄膜，它包裹着细胞，并在细胞内外形成一种分离的环境。
细胞膜极化指的是细胞膜内外两侧存在不同的电位差和电荷分布。
在绝大多数细胞中，细胞膜内侧为负电位，外侧为正电位。
这是由于细胞膜上存在大量的离子通道和离子泵。
离子通道是一种能够使特定离子通过细胞膜的蛋白质通道，而离子泵则是通过主动运输离子的方式来维持细胞膜内外离子浓度的平衡。
细胞膜的负电位主要由细胞内外Na+、K+和Cl-等离子间的浓度差以及离子通道的活跃性所决定。
细胞膜极化对于细胞的正常功能至关重要。
它是细胞内外物质交换的基础，如离子、氨基酸、葡萄糖等的转运通常需要依赖细胞膜上的离子通道和离子泵。
此外，细胞膜极化还参与了一系列细胞信号传导过程，如细胞分裂、细胞凋亡等。
神经元兴奋传导神经元是构成神经系统的基本单位，神经系统通过神经元之间的连接和信息传递来实现对外界刺激的感知和反应。
神经元的兴奋传导过程中也存在着极化现象。
在神经元休息状态下，细胞膜内外的电位差维持在-70毫伏左右，称为静息电位。
这是由于细胞内存在大量的负离子，如蛋白质阴离子和负价分子离子，而细胞外则富集了Na+和Cl-离子。
细胞膜上的Na+/K+泵和离子通道的活动维持了这种电位差。
当神经元受到足够强度的刺激时，细胞膜上的电位差会发生短暂的变化，称为动作电位。
动作电位的发生需要两个关键过程：去极化和复极化。
去极化是指细胞膜内外电位差的临界值超过时，细胞膜内外电位差迅速减小，甚至反转。
这是由于细胞膜上的Na+通道在刺激下开放，导致Na+离子进入细胞内，使细胞内外电位差趋于相等。
复极化是指神经元动作电位过程中，细胞膜内外电位差逐渐恢复到静息电位。
阴离子极化作用
阴离子极化作用
1.分散作用：极性部分可以使阴离子型表面活性剂分子与不同性质的物质分散在水中，在制剂、洗涤剂等中应用广泛。
2.溶解作用：极性部分可以使阴离子型表面活性剂分子在水中溶解，在润滑剂、染料、催化剂等中有应用。
3.乳化作用：极性部分可以使阴离子型表面活性剂分子与油类或其他非极性物质形成乳状液，用作乳化剂或稳定乳状液剂等。
4.增容作用：极性部分可以使较少的水的配方变成更多的水，加强性质的改善效果，进而显著降低制造成本，有增容剂、多用途剂等的应用。
5.抗静电作用：极性基团可以吸附在物体表面上，形成一层不规则的涂层，使导电体内部的静电放电被消除，有防静电剂等的应用。
极化作用
（1）结构相同的阳离子，正电荷量越高，变形性小，（Na+）>（Mg2+）>（Al3+）>（Si4+）
（2）对于外壳结构相同的离子，电子层数越多，变形性越大Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+；F-<Cl-<Br-<I-
（3）电荷和半径相近时；18e-,18+2e-；9~17e->>8e-变形性:Ag+>K+；Hg2+>Ca2+等子晶体;如AgF→AgI；NaF→SiF4→PCl5 （2）键型转变：离子型→共价型 （3）结构转变：共价性增强，配位数减小。如AgF(NaCl型)→AgI(ZnS型) （4）熔、沸点变化：降低 （5）溶解性变化：减小 （6）颜色变化：颜色加深
解释现象
（1）MgO的熔点高于Mn2O7； （2）AgCl，AgBr，AgI颜色依次加深； （3）HgS在水中溶解度很小。
离子使异号离子极化而变形的作用称为该离子的“极化作用”；被异号离子极化而发生离子电子云变形的性 能称为该离子的“变形性”。
分类
电子极化：在外电场作用下，电子云相对原子核发生微小位移，使电中性的原子形成一个很小的电偶极子。
离子极化：在外电场作用下，构成分子的正负离子发生微小位移，使分子形成一个很小的电偶极子。
规律
（1）电荷：阳离子电荷越高，极化力越强。 （2）半径：阳离子外壳相似电荷相等时，半径小，极化力强。如Li+>Na+。 （3）离子构型（阳离子）：18e-,2e-，18+2e-，(Ag+、Li+、Pb2+等)>9~17e-(Fe2+、Ni2+、Cr3+)>8e(Na+、Mg2+等)。 （4）电荷高的复杂阴离子也具有一定极化作用，如SO42-、PO43-等。 相互极化作用的一些规律： （1）18与（18+2）电子构型的正离子容易变形，容易引起相互极化和附加极化作用； （2）在周期系的同族中，自上而下，18电子构型的离子附加极化作用递增，加强了这种离子同负离子的总 极化作用； （3）在具有18或（18+2）电子构型的正离子化合物中，负离子的变形性越大，附加极化作用越强。 总之，正离子所含有的d电子数越多，电子层数越多，这种附加极化作用一般也越大。
极化作用
离子极化1931年，德国化学家Fijans首先提出了离子极化作用。
离子极化理论认为，当正离子和负离子相互结合形成离子晶体时，如果相互间无极化作用，则形成的化学键应是纯粹的离子键。
但实际上正、负离子之间将发生程度不同的相互极化作用，这种相互极化作用将导致电子云发生变形，即负离子的电子云向正离子方向移动，同时正离子的电子云向负离子方向移动，也就是说正、负离子的电子云发生了重叠。
相互极化作用越强，电子云重叠的程度也越大，则键的极性也越减弱。
从而使化学键从离子键过渡到共价键。
1.离子的极化力（一般是正离子）：离子使其他离子极化而发生变形的能为叫做离子的极化力。
影响因素：a.离子的电荷电荷数越多，极化力越强。
b.离子的半径半径越小，极化力越强。
如Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+, （另外H+ 的体积极小, 故H+极化能力最强.）c..对于不同电子层结构的阳离子，他们极化作用大小的顺序为：18，18+2电子型＞9-17电子型＞8电子型2.离子的变形性（一般是负离子，阳离子中只有 r 相当大的, 如等, 才考虑其变形性.）：离子可以被极化的程度。
影响因素：a.离子的电荷随正电荷数的减少或负电荷数的增加，变形性增大。
例如变形性Si4+＜Al3+＜Mg2+＜Na+＜F-＜O2-b.离子的半径随半径的增大，变形性增大。
例如变形性F-＜Cl-＜Br-＜I-；O2-＜S2-c.离子的外层电子构型外层18，9～17等电子构型的离子变形性较大，具有稀有气体外层电子构型的离子变形性较小。
例如变形性K+＜Ag+；Ca2+＜Hg2+d.复杂阴离子变形性小,半径虽大, 但离子对称性高, 中心氧化数又高, 拉电子能力强, 不易变形.综上所述，常见阴离子的变形性大小顺序为ClO4 -＜F-＜NO3-＜OH-＜CN-＜Cl-＜Br-＜I-3.相互极化（附加极化）:Al2O3 中对施加电场作用, 使变形, 当然对也有极化能力, 但变形性极小, 故这部分作用不必考虑; 但若不是 8e 的, 而是18e 或 (18+2)e 的正离子，不考虑自身的变形性是不行的. 现考虑阳离子对阴离子的极化, 又考虑阴离子对阳离子的极化,总的结果称相互极化(有时也称为附加极化). ZnI2 CdI2 HgI2 只考虑对 I- 的极化作用, 应得 ZnI2 的极化程度最大的结果, 因为的半径最小. 即 ZnI2 的熔点、沸点低, 而HgI2的熔点、沸点高. 但这与实验结果是不相符的. 原因在于没有考虑的变形性, 没有考虑相互极化. 的变形性最小, 的变形性最大. 故相互极化的总结果是 HgI2 最严重.所以, ZnI2, CdI2, HgI2 的熔点 . 和溶解度 S 依次降低. 因而, 在遇到阳离子为等时, 要注意用相互极化解释问题.有个规律，阳离子所含d电子越多，电子层数越多，这种附加极化作用一般也越大。
极化作用是阴极超电势
极化作用是阴极超电势
电极极化作用是指在一个电路中，离子通过液体或固体溶剂来回移动，产生正负电位差的现象。
阴极超电势就是电极极化产生的电势的一种，其作用是从阴极向阳极推动离子，使离子在溶液中迁移，从而产生电流。
阴极处的离子高度活跃，会从阴极向阳极移动。
因此，阴极侧的溶液的电位比阳极侧的溶液的电位低，就是所谓的阴极超电势。
当充电体聚集在阴极上，然后导致在电极表面形成正电荷，这正是阴极超电势的原理。
此外，阴极超电势在金属材料上也有一定的实际应用。
在一种特殊的电极上，离子流能够产生一种外来力，这种外来力就是由阴极超电势产生的。
阴极超电势还可以用于液相色谱分析和样品精确分析仪的离子性和电导率测量等。
阴极超电势的确是一种非常有用的电势，可以应用于多种工业和科学研究，而电极极化作用是产生阴极超电势的基本原理。
电极极化作用是电极表面上充电体聚集所产生的正电荷与溶液中的离子之间的作用力，这正是产生阴极超电势的机理，由此可见，电极极化作用是阴极超电势的前提。
极化作用强 溶解度
极化作用强溶解度
极化作用是指原本没有极性的物质在接触到极性物质时会产生一种电子的位移，使得原本没有极性的物质也开始拥有部分的极性。
今天我们来谈谈关于极化作用强的物质的溶解度。
1. 极化作用的基础
极化作用是由于化学键中的原子的形状和位置发生变化所导致的。
当原子的电荷分布不均匀时，会产生一种电场效应。
这种电场效应会影响邻近的原子和分子，使它们的电荷也变得不均匀。
这个过程就是极化作用。
2. 极化作用和溶解度的关系
极化作用和溶解度之间有一定的关系，因为溶解是一种分子间的相互作用。
分子的相互作用能够影响分子之间的互相溶解。
3. 极化作用强的物质的溶解度高
当物质极化作用越强时，它在极性溶剂中的溶解度就会越高。
因为在极性溶剂中，物质分子之间的极性相互作用会增强，从而加强了分子之间的相互作用，增加了溶解度。
4. 氢键的作用
除了极化作用外，氢键也是一种极性相互作用，氢键在分子间起着很关键的作用，能够影响物质在溶剂中的溶解度。
氢键的强度取决于电子云的极性，电子云更具有极性，氢键的作用就会更强，从而影响物质在溶剂中的溶解度。
5. 结论
总之，极化作用强的物质有更好的溶解度。
在实验室中，我们可以利用这种特性来提高物质的溶解度。
如果需要溶解某些化合物，可以将它们溶于极性溶剂中，这样就能更有效地溶解它们。
第十章电解与极化作用本章要求：1.了解分解电压的意义，要使电解池
第十章 电解与极化作用本章要求：1.了解分解电压的意义，要使电解池不断工作必须克服哪几种阻力？2.了解什么是极化现象，什么是超电势？极化作业有哪几种?如何降低极化作用？3.了解电解的一般过程及应用，特别是有关电解分离提纯方面的应用。
4.了解金属腐蚀的类型以防止金属腐蚀的常用方法。
电解池：使电能转变成化学能的装置当一个电池与外接电源反向对接时，只要外加电压大于该电池的电动势E ，电池中的反应逆向发生，原电池就要变成电解池，要使电解池继续正常工作，外加电压要比电池电动势E 大很多，这些额外的电能一部分用来克服电阻，一部分用来克服电极的极化作用极化作用：当电流通过电极时，电极电势偏离其平衡的现象，且该过程是步可逆过程。
§10.1 分解电压在电池上外加一个直流电源，并逐渐增加电压，使电池中的物质在电极上发生化学反应，称为电解。
如电解HCl 水溶液阴极： ).(()p g aH e H H 222→+-++阳极：).(p g Cl e Cl 222→--- 总反应： )()()(p P aq Cl H HCl 222+−−→−电解 分解装置P118图10.1，并绘制电流─电压曲线。
由P118图10. 电流─电压曲线可看出：① 当开始加外电压时，还没有)()(g g Cl H 22和生成，P=0 电路中几乎没有电流通过。
② 当稍增大外电压，电极表面有少量)()(g g Cl H 22和产生，其压力虽小，却构成了一个原电池，产生了与外加电压方向相反的反电动b E 由于压力很小，低于大气压力，产生气体不能离开电极自由逸出，而是扩散到溶液中消失，此时此时就需要通入极微小的电流使电极产物得到补充，相当于图1─2段。
③ 继续增大外电压，电极时上)()(g g Cl H 22和继续产生，当22cL H P P 和等于外界大气压力时，电极上开始有气泡逸出，此时反电动势b E 达到了最大值MAX b E 而不在继续增加，若此时继续增大外电压，则电流急曾，如图曲线2─3段直线部分。
物理化学---极化作用
塔费尔经验式：氢的超电势 = a + blg(J/[J])
a, b 经验常数
13
超电势的测定
+
A
电 极 电 极 2 1
电位计
甘汞电极
3. 电解池与原电池极化的差别
电解池： J ，E端，能耗 原电池： J ，E端 ，做电功
15
极化曲线（polarization curve）
η阳 j(电流密度)
E可逆 -ΔE不可逆
η阴
E可逆
电极电势
电解池中两电极的极化曲线
超电势：某一电流密度下电极电势与其平衡电极电势
之差的绝对值称为超电势，以表示。 显然： (阳) = E(阳) - E(阳，平)
(阴) = E(阴，平) - E(阴)
超电势或电极电势与电流密度之间的关系曲线称
为极化曲线，极化曲线的形状和变化规律反映了电化
学过程的动力学特征。 (1)电解池中两电极的极化曲线 随着电流密度的增大，两电极上的超电势也增 大 阳极析出电势变大 阴极析出电势变小
由于极化使外加的电压增加，额外消耗了电能。
极化曲线（polarization curve）
例如电解一定浓度的硝酸银溶液
阴极反应
A g ( m A g + ) e A g (s)
+
可 逆 Ag
|A g
RT F
RT F
ln
1 a Ag+
电解时
不 可 逆 Ag
|A g
ln
1 a e， A g
a Ag a e， A g
阴 可 逆 不 可 逆） （ 阴
压电陶瓷的极化详解
压电陶瓷必须经过极化之后才具有压电性能。
所谓极化（Poling），就是在压电陶瓷上加一强直流电场，使陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列，又称人工极化处理，或单畴化处理。
1.极化机理测试技术与理论分析表明，压电陶瓷的极化机理取决于其内部结构。
压电陶瓷是由一颗颗小晶粒无规则地“镶嵌”而成，如图1所示。
每个小晶粒可看为一个小单晶，其中原子（离子）都是有规则（周期性）的排列，形成晶格，晶格又由一个个重复单元—晶胞组成，如图2, 3所示。
晶粒与晶粒的晶格方向不一定相同，从整体看，仍是混乱、无规则的，如图4所示。
因而称其为多晶体。
晶胞在一定温度下（T＜T c），其正负电荷中心不重合，产生自发极化Ps，极化方向从负电荷中心指向正电荷中心，如图5所示。
为了使压电陶瓷处于能量（静电能与弹性能）最低状态，晶粒中就会出现若干小区域，每个小区域内晶胞自发极化有相同的方向，但邻近区域之间的自发极化方向则不同。
自发极化方向一致的区域称为电畴，整块陶瓷包括许多电畴如图6所示。
人工极化处理的作用，就是在压电陶瓷上加一足够高的直流电场，并保持一定的温度和时间，迫使其电畴转向，或者说迫使其自发极化作定向排列。
图7示意陶瓷中电畴在极化处理前后的变化情况。
极化前，各晶粒内存在许多自发极化方向不同的电畴，陶瓷内的极化强度为零，如图7（a）所示。
极化处理时，晶粒可以形成单畴，自发极化尽量沿外场4方向排列，如图7(b)所示。
极化处理后，外电场为零，由于内部回复力（如极化产生的内应力的释放等）作用，各晶粒自发极化只能在一定程度上按原外电场方向取向，陶瓷内的极化强度不再为零，如图7(c)。
这种极化强度，称为剩余极化强 2. 极化条件极化过程进行是否充分，对材料性能影响很大。
因此要合理选择极化条件，即极化电场、极化温度和极化时间，简称极化三要素。
（1）极化电场只有在极化电场作用下，电畴才能沿电场方向取向排列，所以它是极化条件中的主要因素。
极化电场越高，促使电畴排列的作用越大，极化越充分。
极化作用产生的原因
极化作用产生的原因极化是指在电场中，原子或分子的电荷分布发生变化的过程。
极化作用产生的原因可以通过不同的电磁场作用机制来解释，主要包括电场极化和磁场极化。
以下是关于极化作用产生原因的一般性介绍：1.电场极化：电场作用机制：当物质处于外加电场中时，电场会使物质内部的正负电荷发生相对位移。
这相对位移导致了电子云和原子核的分离，形成电偶极子。
电偶极子：电场中的电子云被电场拉向相反方向，形成负电荷的一侧，而原子核则被电场推向相反方向，形成正电荷的一侧。
这种分离形成的电偶极子导致了物质的极化。
2.磁场极化：磁场作用机制：当物质处于外加磁场中时，磁场会对物质中的磁性元素（如电子自旋、电子轨道运动）产生影响，导致物质内部的原子或分子的磁矩发生相对调整。
磁矩调整：磁场会使物质内部的磁矩趋向于与外磁场方向一致，或者反向。
这种相对调整形成了磁偶极子，导致了物质的磁场极化。
3.原子和分子结构：电子云分布：原子和分子中的电子云并非均匀分布，而是呈现一定的空间结构。
在电场或磁场作用下，这种不均匀分布导致了电子云的形变和相对位移，产生了极化效应。
分子极性：某些分子由于化学结构的不对称性而具有固有的极性，即分子中正负电荷的中心不重合。
在外部电场的作用下，这种分子极性会更加显著。
4.材料的电性质：介电常数：不同材料对电场的响应程度可以通过介电常数来描述。
介电常数越大的材料在外部电场下发生极化的越显著。
导电性：对于导电性材料，电子的移动也会对整体产生一定的极化效应。
5.温度和压力影响：温度：温度的变化会影响原子和分子的热运动，从而改变物质的电性质，进而影响极化程度。
压力：压力的改变也可能引起分子结构的变化，进而对极化产生影响。
6.外部环境：湿度：在高湿度环境中，水分子的极性也会对物质的极化产生影响。
辐射：电磁辐射（如光）也可以对物质的电性质和极化产生影响。
注意事项：极化是一种复杂的过程，可以通过量子力学和电磁学的理论进行深入的解释。
极化作用的定义
极化作用：简单易懂地聊聊这个“神秘”的物理现象标题：极化作用：生活中的“变形”小魔术大家好啊，今天咱们来聊聊一个听起来挺高大上，但其实在生活中无处不在的物理现象——极化作用。
别紧张，我保证用最简单的话，让你们都能听得懂，还能感受到它的奇妙之处。
什么是极化作用？首先，咱们得知道“极化”这个词是怎么来的。
简单说，就是某个东西让另一个东西“变形”了。
在物理学里，这个“东西”通常指的是离子，也就是那些带着电荷的微小粒子。
想象一下，你手里有两个小球，一个带正电，一个带负电。
当你把这两个小球靠近时，它们不仅会被对方吸引（因为异性相吸嘛），而且它们的形状还会发生变化！这个让异号离子变形的过程，就是极化作用。
而被变形的那个离子，我们就说它有很好的“变形性”。
生活中的极化作用听起来挺玄乎，但其实极化作用在我们身边随处可见。
比如，当你用磁铁去吸铁钉时，磁铁的磁场就会让铁钉里的电子重新排列，形成一个个小小的“磁畴”，这就是一种极化作用。
只不过，这里涉及到的是电子而非离子，但原理是类似的。
再比如，我们平时用的电池，里面就充满了各种各样的离子。
这些离子在电池内部移动时，也会发生极化作用。
正是因为这种作用，电池才能把化学能转化成电能，让我们的手机、电脑等电子设备运转起来。
极化作用与化学键说到极化作用，就不得不提它对化学键的影响。
我们都知道，物质是由原子和分子组成的，而原子和分子之间是靠化学键连接在一起的。
极化作用能改变这些化学键的性质，让物质表现出不同的特性。
举个例子，食盐（氯化钠）就是由钠离子和氯离子组成的。
这两个离子之间通过离子键连接在一起。
但是，当它们靠得很近时，由于极化作用，它们的电子云会互相重叠，形成了一种类似于共价键的吸引力。
这种变化使得食盐的熔点、沸点等物理性质都发生了改变。
极化作用与天线技术说到极化作用，还有一个大家可能不太熟悉但也很重要的领域——天线技术。
天线是用来发射和接收电磁波的设备，而极化作用在这里也有着重要的应用。
吉首大学物理化学电解与极化作用
从氢气在几种电极上的超电势，在石墨和汞 等材料上，超电势很大，而在金属Pt，特别是镀 了铂黑的铂电极上，超电势很小。
所以标准氢电极中的铂电极要镀上铂黑。
影响氢超电势的因素很多，如电极材料、电极表 面状态、电流密度、温度、电解质的性质、浓度及溶 液中的杂质等。
1、氢气在几种电极上的超电势
氢气在几种电极 上的超电势如图所示。 可见在石墨和汞等材 料上，超电势很大， 而在金属Pt，特别是 镀了铂黑的铂电极上， 超电势很小，所以标 准氢电极中的铂电极 要镀上铂黑。
2、Tafel 公式
早在1905年，Tafel 发现，对于 一些常见的电极反应，超电势与电 流密度之间在一定范围内存在如下 的定量关系：
（3） 电阻极化
电解过程中，电极表面上会生成一层氧化物 的薄膜或其它物质，从而对电流的通过产生阻 力，称为电阻极化。若以Re表示电极表面上的电 阻，I代表通过的电流，则由于氧化膜的电阻所 需额外增加的电压，在数字上就等于I Re 。金属 钝化时，电阻极化很明显。但是这种情况不具 有普遍意义。
2、超电势
三、氢超电势
电解质溶液通常用水作溶剂，在电解过程中，H+ 在阴极会与金属离子竞争还原。
利用氢在电极上的超电势，可以使比氢活泼的金 属先在阴极析出，这在电镀工业上是很重要的。
例如，只有控制溶液的pH，利用氢气的析出有超 电势，才使得镀Zn，Sn，Ni，Cr等工艺成为现实。
1、氢在几种电极上的超电势
E(理论分解 ) E(可逆)
二、分解电压的测定
使用Pt电极电解HCl的 水溶液，实验装置如图所示。
逐渐增加外加电压， 由安培计G和伏特计V分别 测定线路中的电流强度I 和 电压E，画出I-E曲线。
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当电流通过电极时，Zn2+ 以一定的速度被还原，沉积到阴
极上，降低了阴极附近的溶液中的Zn2+ 浓度，而Zn2+ 的扩散速
பைடு நூலகம்
度有限，本体溶液中的Zn2+ 来不及补充，使阴极附近的Zn2+ 浓
度低于它在本体溶液中的浓度。此时阴极附近的Zn2+ 活度为a´,
则 a´ < a。
按电极的能斯特方程，此时该阴极的电极电位
但由于两种电化学装置中进行的过程相反，阴、阳极与正、负 极对应关系不同，结果使原电池与电解池的极化后果是不同的。
原电池以不可逆方式放电时，即有一定的放电速率时，两电 极产生极化，此时两电极的电位是极化电位，此时电池的端电压
(E不可)
E端 = E+ - E- = E(阴) - E(阳)
E端 E(阴,平) 阴 E(阳,平) 阳 E(阴,平) E(阳,平) (阴 阳)
向移动，即使 E(阳)
故电化学极化亦使 E(阳) > E(阳, 平)
这样看来，两种极化的结果都相同，电极极化的结果，使阴
极电位降低，阳极电位升高，即
E(阴) < E(阴,平) η阴= E(阴,平) - E(阴)
η阴>0
E(阳) > E(阳,平) η阳= E(阳) - E(阳,平)
η阳>0
二. 电极的极化曲
§7.10 极化作用
➢ 电极的极化 ➢ 电极的极化曲线 ➢ 原电池的极化情况 ➢ 电解池中的极化情况 ➢ 电解时的电极反应
（三）电极的极化与电解过程
前面我们讨论的原电池均为可逆电池，电池在 I → 0 的情况
下放电，两电极处于电化学平衡状态下进行氧化与还原反应，这
时两电极的电极电位是平衡电极电位，此时的电池电动势是可逆
如果在锌电极上发生的是氧化反应:
Zn → Zn2+ + 2e （阳极过程） 即锌电极为阳极
因离子扩散的迟缓性而导致电极附近溶液中的离子浓度不同于
本体溶液 aa
a a
E (阳, 平)
EO
(阳, 平)
RT 2F
ln
1 a(Zn2
)
E(阳)
EO (阳,平)
RT zF
ln
1 a(Zn2 )
E(阳) E(阳,平)
电动势 E可
E理论 E可 = E (阴，平) – E (阳，平)
但是实际使用原电池或电解池时, 放电过程或者电解池中的
电解过程，都要求以一定的速度进行，电极上，电池内都会有一
定强度的电流通过 (而不再是 I → 0)，这就是破坏了电极的平衡
状态，电极上的进行的是不可逆过程 (有一定的速度)，此时电极
电化学极化：当一定强度的电流通过电极时，由于电化 学反应本身的迟缓性而使电极电位偏离平衡电位的现象。
故电化学极化亦使 E(阴) ＜ E(阴, 平)
如果在锌电板上发生氧化反应
Zn → Zn2+ + 2e
即锌电极为阳极
下去可自己分析，由于电化学反应本身的迟缓性,不能及
时给出电子, (一段时间后)使电极上电子缺乏, 阳极的电位向正方
律呢？
3. 电极产生极化的原因
电极产生极化的原因可简单分为两类：浓差极化与电化学极化。 ⑴ 浓差极化 我们以锌电极上发生还原反应为例来讨论浓差极化 Zn2+ + 2e → Zn （阴极过程） 即锌电极为阴极
平衡电极电位（即无电流通过电极）
E (阴, 平)
EO
(阴, 平)
RT 2F
ln
1 a(Zn 2 )
且η>0
或 E(阳) = E(阳,平) + η阳 E(阴) = E(阴,平) - η阴
η>0
从上面关系式我们会初步看到，当电极上通过一定强度的电
流，使电极发生极化，其结果是：
E(阳) > E(阳,平) 即阳极电位升高;
E(阴) < E(阴,平) 即阴极电位降低。
那么电极极化的原因是什么呢？为什么极化的结果是以上规
电位将偏离平衡电极电位，电池的端电压将偏离可逆电动势 E可， 此时即发生了极化现象。极化后电极电位之差即为电池的端电压，
可称为不可逆的电动势。 E实际 E不可 = E (阴) – E (阳)
极化后的 电极电位
一. 电极的极化
1. 电极的极化
电流通过电极时，电极电位偏离平衡电极电位的现象称为电 极的极化。此时的电极电位称为极化后的电极电位E(阴), E(阳) (极化电位，不可逆的电极电位)。
其结果是使 E(阳)
⑵ 电化学极化 仍以 Zn2+ 的还原过程为例
Zn2+ + 2e → Zn
锌电极为阴极
当电流通过电极时，由于上述电极反应的速度有限，不能及
时消耗由外电路而来的电子， (一段时间后)使电极上电子积累,
使阴极的电位向负方向移动，此时该阴极的极化电位 E(阴) < E(
阴, 平)。 这种极化称为电化学极化，其结果是使 E(阴)
调节电路中的可变电阻R，即 可改变通过阴极的电流密度(J=I/A)
测定极化曲线的装置 示意图
三. 原电池的极化情况
就单个电极而言，无论在原电池中还是在电解池中，阳极上 发生的都是氧化反应，阴极上发生的都是还原反应，所以就单个 电极来说，阴、阳极的极化规律都相同：
阳极极化
使 E(阳) ↗
阴极极化
使 E(阴) ↘
2. 过电位（超电势）
大量实验表明，通过电极的电流密度（J=I/A）愈大，电 极的不可逆程度愈大，则电极电位偏离平衡电位的程度就越大， 即电极的极化程度愈大。我们用过电位 η 的数值来表示电极极 化程度的大小。
过电位 η ：某一电流密度下电极的电位（即极化电位）与 其平衡电位之差。
阳极的过电位 η阳 =E(阳) – E(阳, 平) 阴极的过电位 η阴 =E(阴, 平) – E(阴)
线程度愈前大面，我电们极曾电经位说愈过偏，离通平过衡电电极极的电电位流。密度愈大，电极极化
二、电极的极化曲线
极化曲线：电流密度与极化电极电位之间的关系曲线
为测定电解池中的阴 极在电解过程中的极化情 况，用一个参比电极（甘 汞电极）与此待测阴极构 成一个电池，用对消法测 定该电池电动势，便可测 得电解池中当阴极上通过 不同电流密度时的电极电 位。
E(阴)
EO (阴,平)
RT zF
ln
1 a(Zn 2 )
a a E(阴) E(阴,平)
这种极化称为浓差极化，其结果是使 E(阴)
浓差极化：当一定强度的电流通过电极时，因离子扩散的迟 缓性而导致电极附近溶液中的离子浓度不同于本体溶液（即产生 浓差），从而使电极电位偏离平衡电位的现象。
用搅拌的方式可使浓差极化减小，但不能完全消除。
E端 = E可 - ΔE