分解电压的测定.
10-电解与极化作用
阳，析出 阳，可逆 阳
3、极化曲线的测定
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。
+
测定超电势的装置
如右图所示：
A
电极1为待测电极，
测定分解电压时的电流-电压曲线
二、分解电压的测定
当外压增至2-3段，氢 气和氯气的压力等于大
气压力，呈气泡逸出，反电
动势达极大值 Eb,max。
电
E外 Eb,max IR
流 I
再增加电压，使I 迅速增 加。将直线外延至I = 0 处，
得E(分解)值，这是使电解 池不断工作所必需外加的
最小电压，称为分解电压。
（2）电化学极化
以铜电极为例： 电极反应进行缓慢
作为阴极：则由外电源输入阴 极的电子来不及消耗，即溶液 中Cu2+不能马上与电极上的电 子结合，变成Cu，结果使阴极 表面积累了多于平衡状态的电 子，导致电极电势比平衡电极 电势更小。
-
- 电源 +
e-
+
e-
Cu
Cu
CuSO4
电解池
作为阳极：类似的，作为阳极时，会使阳极表面的电 子数目小于平衡状态的电子，导致电极电势比平衡电 极电势更大。
Ag ,Ag
-
RT F
ln
1 c,e
c,e c0
阴，不可逆 阴，可逆
c'
扩散层
在浓度梯度作用下(ce’ < c0)Ag+向 电极表面的迁移
阴极浓差极化的结果是阴极电极电势比可逆时变小。
（1）浓差极化
阳极： Ag Ag＋+e ， v扩<v反，c0 < ce`
§10.1 分解电压
测定线路中的电流强度I 和
电压E，画出I-E曲线。
阳极
Pt
阴极
分解电压的测定
3
分解电压的测定
外加电压很小时，几乎无 电流通过，阴、阳极上无H2 (g) 和Cl2(g)放出。
电 流 I
随着E的增大，电极表面产 生少量氢气和氯气，但压力低 于大气压，无法逸出。
所产生的氢气和氯构成了原 电池，外加电压必须克服这反电 动势，继续增加电压，I 有少许 增加，如图中1-2段
例42
显然分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而增加。
6
E分解
电压E
测定分解电压时的电流-电压曲线
5
实际分解电压
要使电解池顺利地进行连续反应，除了克服作为原
电池时的可逆电动势外，还要克服由于极化在阴、阳极
上产生的超电势η(阴)和η(阳)，以及克服电池电阻所产生
的电位降IR。这三者的加和就称为实际分解电压。
E(分解) E(可逆) E(不可逆) IR E(不可逆) (阳) (阴)
1
3
2
E分解
电压E
测定分解电压时的电流-电压曲线
4
分解电压的测定
当外压增至2-3段，氢气
和氯气的压力等于大气压 力，呈气泡逸出，反电动势达
极大值 Eb,max。
电 流 I
3
再增加电压，使I 迅速增加。 将直线外延至I = 0 处，得E(分 解)值，这是使电解池不断工
2 1
作所必需外加的最小电压，
称为分解电压。
第十章 电解与极化作用
1
§10.1 分解电压
理论分解电压 使某电解质溶液能连续不断发生电解
时所必须外加的最小电压，在数值上等于该电解池作为
li2co3分解电压
li2co3分解电压
碳酸锂（Li2CO3）在电解过程中分解所需的电压取决于电解质
的性质、电解条件和电极材料等因素。
一般来说，电解碳酸锂需要
克服其分解的电势，即电解电压，这个值可以通过热力学计算或实
验测定得到。
首先，我们可以从碳酸锂的标准电极电势入手来估算电解电压。
碳酸锂的标准电极电势可以通过标准电极电势表或者计算得到。
然后，根据电解过程中的极化、电解质浓度、温度等因素来修正这个值。
此外，电解过程中还会存在极化现象，需要考虑过电位等因素，这些都会影响电解电压的实际数值。
另外，电解碳酸锂还涉及到电解槽的设计、电极材料的选择、
电解质浓度、温度等因素。
这些因素会影响电解过程的效率和电解
电压。
因此，要准确回答这个问题，需要考虑到以上多个方面的因素。
总的来说，电解碳酸锂的电压取决于多个因素，包括热力学性质、电解条件、电极材料等。
针对具体的实验条件和要求，需要进
行详细的实验和计算来确定电解碳酸锂所需的电压。
物化实验试卷
物化实验试卷中南⼤学考试试卷（A-D卷）2008 --2009 学年⼀学期物理化学实验研究⽅法课程24学时1学分考试形式：闭卷专业年级：冶⾦、环境类07级总分100分，占总评成绩50 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上考试内容分为笔试（30分钟）和操作考试（2.5⼩时），备有8套试题，学⽣抽签选择。
此处列举4套⽰例。
A卷试题和参考答案⼀、单项选择(每⼩题2分，共20分)1. “阴极极化曲线的测定”实验所测的是哪⼀种超电势？(A) 氢电极的电阻超电势(B) 氢电极的浓差超电势(C)氢电极的活化超电势(D) 氧电极的活化超电势2. 在⼄酸⼄酯皂化反应实验中, 若CH3COOC2H5和NaOH溶液的浓度均为0.010 mol·dm-3, 等体积混合后, 则反应终⽌时体系的电导率可⽤下列哪种溶液的电导值代替(A)0.010 mol·dm-3 NaOH (B) 0.005 mol·dm-3 NaOH(C)0.005 mol·dm-3 CH3COOH (D) 0.005 mol·dm-3 CH3COONa3. 在Fe(OH)3溶胶的纯化过程中, 不能透过半透膜的物质是：(A) Fe3+(B) Cl-(C) Fe(OH)3(D) H2O4. 福庭式⽓压计的读数校正不包含以下哪⼀种校正(A) 温度校正(B) 重⼒加速度校正(C)仪器校正(D)露茎校正5.电导率仪在⽤来测量电导率之前, 必须进⾏：(A) 零点校正(B) 满刻度校正(C) 定电导池常数(D) 以上三种都需要6. 在氧弹实验中, 若测得?c H m= -5140.7 kJ·mol-1, ?|?H|最⼤=25.47 kJ·mol-1, 则实验结果的正确表⽰应为：(A) ?c H m= -5140.7 kJ·mol-1(B) ?c H m= -5140.7±25.47 kJ·mol-1 (C) ?c H m= -(5.1407±0.02547)×103 kJ·mol-1(D) ?c H m= -5140.7±25.5 kJ·mol-17. 在测定纯⽔的饱和蒸⽓压的实验中, 我们是通过测定不同外压下纯⽔的沸点来进⾏的, 这种测定饱和蒸⽓压的⽅法是属于：(A) 静态法(B) 饱和⽓流法(C)动态法(D) 流动法8. ⽤差热分析仪测定固体样品的相变温度，选⽤哪种物质做基准物较合适：(A) ⽆⽔氯化钙(B)三氧化⼆铝(C) 苯甲酸(D) ⽔杨酸9. 测量溶液的电导时, 应使⽤：(A) ⽢汞电极(B)铂⿊电极(C) 银—氯化银电极(D) 玻璃电极10. 溶解热测定实验中，若试样吸潮和颗粒偏⼤，则将分别导致实验结果(A) 偏⼤和偏⼩(B) 都偏⼤(C)都偏⼩(D) 偏⼤和偏⼩⼆、判断题(每⼩题3分，共15分)1. B-Z振荡反应实验中所采⽤的参⽐电极是饱和⽢汞电极。
物理化学分解电压
进行电解操作时，使电解质能在两极不断 地进行分解所需的最小外加电压即为分解电压。
1
下图所示为电解过程
+ 外电源 _
电解过程动画演示
I
V 伏特计
Pt
R G 电流计
HCl • 分解电压的测定装置
V分解
V
• 测定分解电压的电流 -电压曲线
使电解质在两电极上继续不断地进行分解 所需的最小外加电压称为分解电压.
例题1 298K时, 用铂做两极, 电解 1 mol·kg1
NaOH溶液. (1)两极产物是什么？写出电极反应; (2)电解时理论分解电压是多少？
(已知298K时, E(OH－|O2|Pt) = 0.401 V. )
(1) 阴极反应: 2H2O＋2e－ H2 + 2OH－ (产物H2) 阳极反应: 2OH－ (1/2)O2 + H2O＋2e－ (产物O2)
E(分解) E(可逆) E(不可逆) IR
E(不可逆) (阳) (阴)
显然分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而增 加。
分解电压产生的原因：
在外加电压V外作用下，电解反应的产物与溶液中相应离 子及电极构成原电池，产生反电动势E反。 例：电解反应：2HCl H2 + Cl2 V外 < E分时，I 0；(因电解产物缓慢扩散，故有微小电 流V外) ，E反 V外 E分， E反 Emax (pH2 1atm, pCl2 1atm, 反电动势达 最V外大>值E分) ，V外 ，I V外 = E分 时的电极电势称为析出电势
例42
理论分解电压
理论分解电压 使某电解质溶液能连续不断发生电 解时所必须外加的最小电压，在数值上等于该电解池 作为可逆电池时的可逆电动势
分解电压的测定中南大学
分解电压的测定The measurement of decomposition voltage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。
在H2SO4电解质溶液中，插入铂电极通电进行电解，有如下电极反应：阴极2H2O+2e→H2(g,101325Pa)+2O H-阳极2O H-→1/2O2(g,101325Pa)+2e电池反应为：2H2O→H2(g,101325Pa)+1/2O2(g,101325Pa) 即电池反应的结果是使水分解。
本实验分别在0.5 mol-1dm-3H2SO4与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；0.5 mol-1dm-3H2SO4与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0.1V间隔增加电压。
到电压为2.6V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。
分解电压
实验：电解0.5molkg1H2SO4
R
A I
V
Pt
Pt
H2SO4溶液
分解电压的测定
V E分解=1.67V
298K, 几种浓度为 1 mol dm 3电解质溶液的分解电压 z
电解质溶液
HNO3 H2SO4 NaOH KOH CuSO4 NiSO4 AgNO3 ZnSO4
实际分解电压 E分解/V
1.69 1.67 1.69 1.67 1.49 2.09 0.70 2.55
电解产物
H2O2 H2O2 H2O2 H2O2 CuO2 NiO2 AgO2 ZnO2
理论分解电压 E理论/V
1.23 1.23 1.23 1.23 0.51 1.10 0.04 1.60
二、实际分解电压
Ag(s) AgNO（3 0.50 molkg-1, =0.526）AgNO（3 0.01 molkg-1, =0.902）Ag(s)
二、实际分解电压
要使电解池顺利地进行连续反应，除了克服作 为原电池时的可逆电动势外，还要克服由于极化在 阴、阳极上产生的超电(阴势) (阳和) ，以及克服电 池电阻所产生的电位降IR。这三者的加和就称为实际 分解电压。
E(分解) E(可逆) E(不可逆) IR
E(不可逆) (阳) (阴)
第十章 电解与极化作用
§10.1 分解电压 §10.2 极化作用 §10.3 电解时电极上的竞争反应 §10.4 金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化 §10.5 化学电源
§10.1 理论分解电压 一、理论分解电压
理论分解电压 使某电解质溶液能连续不断发生电 解时所必须外加的最小电压。
E(理论分解 ) E(可逆)
E(分解) E(可逆) E(不可逆) IR
河南师范大学
2020年3月22日
第十章 电解与极化作用
2020年3月22日
第十章 电解与极化作用
2020年3月22日
理论分解电压
使某电解质溶液能连续不断发生电解时所必须外加的最小 电压.理论分解电压在数值上等于该电解池作为可逆电池时的 可逆电动势.
分解电压的测定
使用Pt电极电解H2O，加入中性盐用来导电，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
3段，氢气和氧气的压力等于大气压力，呈气泡逸出，反
电动势达极大值 Eb,max。再增加电压，使I 迅速增加。 将直线外延至I =0处，得E(分解)值，这是使电解池不断
工作所必需外加的最小电压，称为分解电压。
2020年3月22日
第十章 电解与极化作用
2020年3月22日
第十章 电解与极化作用
实际分解电压
2020年3月22日
第十章 电解与极化作用
10-3 电解时电极上的反应
阳极上的反应
电解时阳极上发生氧化反应。发生氧化的物质通常 有：（1）阴离子,（2）阳极本身发生氧化。判断在阳 极上首先发生什么反应，应把可能发生氧化物质的电 极电势计算出来：
E(Mz+|M) E$ (Mz+ , M) RT ln 1
2020年3月22日
第十章 电解与极化作用
分类介绍
燃料电池： 氢氧燃料电池为例，探讨工作机制 和优缺点 二次电池： 铅酸电池、锂离子电池为例，探讨工作机制 和优缺点 一次电池： 锌-锰干电池为例，探讨工作机制 和优缺点
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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。 Image
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。
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。
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。
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？
分
解
电
压
的
测
定
分 解 电 压 的 测 定
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。
院校：贵州师范学院 院系：化学与生命科学学院 专业：应用化学 班级：2013级应用化学班 姓名：夏守红 学号：1308070540017 指导教师：周进康 院校：贵州师范学院 院系：化学与生命科学学院 专业：应用化学 班级：2013级应用化学班 姓名：夏守红 学号：1308070540017 指导教师：周进康
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Байду номын сангаас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••mol1(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