物理化学分解电压
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`
物理化学英语词汇
物理化学英语词汇分布 distribution分布数 distribution numbers分解电压 decomposition voltage分配定律 distribution law分散系统 disperse system分散相 dispersion phase分体积 partial volume分体积定律 partial volume law分压 partial pressure分压定律 partial pressure law分子反应力学 mechanics of molecular reactions分子间力 intermolecular force分子蒸馏molecular distillation封闭系统 closed system附加压力 excess pressure弗罗因德利希吸附经验式 Freundlich empirical formula of adsorption 负极 negative pole负吸附 negative adsorption复合反应composite reaction盖·吕萨克定律 Gay-Lussac law盖斯定律 Hess law甘汞电极 calomel electrode感胶离子序 lyotropic series杠杆规则 lever rule高分子溶液 macromolecular solution高会溶点 upper consolute point隔离法the isolation method格罗塞斯-德雷珀定律 Grotthus-Draoer’s law隔离系统 isolated system根均方速率 root-mean-square speed功 work功函work content共轭溶液 conjugate solution共沸温度 azeotropic temperature构型熵configurational entropy孤立系统 isolated system固溶胶 solid sol固态混合物 solid solution固相线 solid phase line光反应 photoreaction光化学第二定律 the second law of actinochemistry光化学第一定律 the first law of actinochemistry光敏反应 photosensitized reactions光谱熵 spectrum entropy广度性质 extensive property广延量 extensive quantity广延性质 extensive property规定熵 stipulated entropy过饱和溶液 oversaturated solution过饱和蒸气 oversaturated vapor过程 process过渡状态理论 transition state theory过冷水 super-cooled water过冷液体 overcooled liquid过热液体 overheated liquid亥姆霍兹函数 Helmholtz function亥姆霍兹函数判据 Helmholtz function criterion亥姆霍兹自由能 Helmholtz free energy亥氏函数 Helmholtz function焓 enthalpy亨利常数 Henry constant亨利定律 Henry law恒沸混合物 constant boiling mixture恒容摩尔热容 molar heat capacity at constant volume恒容热 heat at constant volume恒外压 constant external pressure恒压摩尔热容 molar heat capacity at constant pressure恒压热 heat at constant pressure化学动力学chemical kinetics化学反应计量式 stoichiometric equation of chemical reaction化学反应计量系数 stoichiometric coefficient of chemical reaction 化学反应进度 extent of chemical reaction化学亲合势 chemical affinity化学热力学chemical thermodynamics化学势 chemical potential化学势判据 chemical potential criterion化学吸附 chemisorptions环境 environment环境熵变 entropy change in environment挥发度volatility混合熵 entropy of mixing混合物 mixture活度 activity活化控制 activation control活化络合物理论 activated complex theory。
§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
物理化学(第五版傅献彩)第10_电解与极化作用
无电流
ϕ可逆
= ϕy Ag+ |Ag
−
RT F
ln
1 aAg+
有电流
ϕ不可逆
= ϕy Ag+ |Ag
−
RT F
ln
1 aAg+ , e
η阴
= ϕ可逆
− ϕ不可逆
=
RT F
ln aAg+ aAg+ , e
>0
aAg+ , e < aAg+ ϕ不可逆 < ϕ可逆
阳极上的情况类似,但 ϕ不可逆 > ϕ可逆
的金属先在阴极析出,这在电镀工业上很重要 例如,利用氢的超电势,控制溶液的pH,实
现镀 Zn,Sn,Ni,Cr 等
25
阴极上发生还原反应
发生还原 (1) 金属离子 的物质: (2) 氢离子 (中性水溶液 aH+ = 10−7 ) 判断在阴极上首先析出何种物质,应把各 种可能还原的物质的电极电势求出来(气 体要考虑超电势,金属可不考虑超电势)
2H+ + 2e- = H2
ϕ可逆
=ϕΟ H+ |H2
− RT 2F
ln
pH2 / p Ο a2
H+
= −0.059pH = −0.414V
ϕ不可逆 = ϕ可逆 −η = −0.414V − 0.584V = −0.998V
Zn2+ + 2e- = Zn
ϕ可逆
=ϕΟ Zn2+ |Zn
− RT 2F
1 ln
=−
RT 2F
ln
aH2 a2
H+
−ηH2
设 pH2 = p Ο
物理化学期末考试简答题及答案
物理化学期末考试简答题及答案1、可逆电池必须具备的条件1)电池在放电时所进⾏的反应与充电时的反应必须互为逆反应2)根据热⼒学可逆过程的概念,只有当电池充电或放电时E 与 E 外只差⼀个⽆限⼩即E 外=E±dE,使电流为⽆限⼩,因此不会有电能不可逆的转化为热能现象发⽣,⽅符合可逆过程的条件。
2、液体接界电势,如何消除⼀是避免使⽤有液接界⾯的原电池,但并⾮任何情况都能实现;⼆是使⽤盐桥,使两种溶液不能直接接触。
3、第⼆类导体的导电机理考正负离⼦的移动导电,⽓导电任务是由正负离⼦共同承担的4、科尔劳施离⼦独⽴运动定律在⽆限稀释的溶液中,离⼦彼此独⽴运动,互不影响,⽆限稀释电解质的摩尔电导率等于⽆限稀释阴、阳离⼦的摩尔电导率之和5、离⼦氛中⼼离⼦好象是被⼀层异号电荷包围着,这层异号电荷的总电荷在数值上等于中⼼离⼦的电荷,统计的看,这层异号电荷是球形对称的,这层电荷所构成的球体称为离⼦氛6、基元反应反应物微粒经碰撞直接⽣成产物7、反应速率随温度的变化通常有的五种类型(a)型r--T之间呈指数上升关系;(b)为爆炸型;(c)为先升后降型(d)型较为复杂,前半段与(c)型相似,继续升⾼温度,速率⼜开始增加;(e)为下降型。
8、活化分⼦;阿仑尼乌斯活化能每摩尔活化分⼦的平均能量与每摩尔普通分⼦的平均能量之差值,称为活化能9、催化剂的基本特征参与了反应,缩短达平衡的时间,改变了活化能。
不改变反应热,不改变平衡常数,有选择性10、多相催化反应的⼀般步骤1)反应物由⽓体主体向催化剂的外表⾯扩散;2)反应物由外表⾯向内表⾯扩散;3)反应物吸附在表⾯上;4)反应物在表⾯上进⾏化学反应,⽣成产物;5)产物从表⾯上解析吸;6)产物由内表⾯向外表⾯扩散;7)产物由外表⾯向⽓体主体扩散11、理想(实际)⽓体的化学势表达式 12、理想(实际)液态混合物中各组分的化学势表达式 uB= uB+RTlnaB13、稀溶液的依数性:所谓“依数性”顾名思义是依赖于数量的性质。
《物理化学》高等教育出版(第五版)第十一章电 极 极 化
第十一章电 极 极 化一、判断题: 1.用Pt 电极电解CuCl 2水溶液,阳极上放出Cl 2 。
2.电化学中用电流密度i 来表示电极反应速率。
3.分解电压就是能够使电解质在两极上持续不断进行分解所需要的最小外加电压。
4.凡是可以阻止局部电池放电,降低腐蚀电流的因素都能使腐蚀加剧。
5.测量阳极过电位用恒电流法。
6.恒电流法采用三电极体系。
7.交换电流密度越大的电极,可逆性越好。
8.用Pt 电极电解CuSO 4水溶液时,溶液的pH 值升高。
9.极化和过电位是同一个概念。
10.双电层方程式不适用有特性吸附的体系。
11.实际电解时,在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。
二、单选题:1.298K ,p ө下,试图电解HCl 溶液(a = 1)制备H 2和Cl 2,若以Pt 作电极,当电极上 有气泡产生时,外加电压与电极电位关系:(A) V (外) = φө(Cl 2/Cl -) -φө(H +/H 2) ;(B) V (外) > φө(Cl 2/Cl -) -φө(H +/H 2) ;(C) V (外)≥φ(Cl 2,析) -φ(H 2,析) ;(D) V (外)≥φ(Cl 2/Cl -) -φ(H +/H 2) 。
2.25℃时,用Pt 作电极电解a (H +) = 1的H 2SO 4溶液,当i = 52 × 10-4A·cm -2时,2H η= 0,2O η= 0.487V . 已知 φө(O 2/H 2O) = 1.229V ,那么分解电压是: (A) 0.742 V ; (B) 1.315 V ;(C) 1.216 V ; (D) 1.716 V 。
3.下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是:(A) 1、4;(B) 1、3;(C) 2、3;(D) 2、4。
4.已知反应H 2(g) + ½O 2(g)-→H 2O(l) 的m r G ∆=-237.19 kJ·mol -1,则在25℃时极稀硫酸的分解电压(V)为:(A) V =2.458 ; (B) V =1.229 ;(C) V > 2.458 ; (D) V > 1.229 。
分解电压的测定.
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。
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
分解电压名词解释
分解电压名词解释分解电压是工程师和科学家们常使用的概念之一,是一种涉及多个电路的物理科学知识。
它是指一种能把一个电压分解为不同的值的能力。
它也可以被称为电势差分解,它可以指的是在一个电路中的电压的变化,以及将一个电压分解为不同的值的能力。
在电子设备中,电压分解用来测量和控制电压。
它们是一种特殊的测量装置,它们通过改变电压,计算出不同的值,从而控制电子系统。
它们可以被用来测量和控制电网的电压,检测太阳能电池电压,检测锂电池的电压,测量电机的输出电压,电池组电压,以及其他电子设备的电压。
电压分解也可以被应用于电路设计。
它们可以被用来分解电路中的电压,以及检测电路中不同极性的电压。
这样可以更容易地理解电路的工作原理,并分析电路中出现的故障。
电压分解也可以利用来检测电气化系统中不同极性的电压。
它也可以用来测量和控制供电系统中的电压,保持它们在预定的范围内。
这样可以保证发电机的正常运行,以及保护供电系统的可靠性。
电压分解可以用于研究多个物理学理论,如电磁场以及电磁感应等。
它们可以被用来分析电磁场的影响范围,以及电磁感应器的效应等。
电压分解在工业应用中也是非常重要的。
它能够用来操作工业机器,监控电子系统,检测机械系统,控制机器人,以及检测工厂设备的运行状态。
它还可以用来记录工厂生产现场的温度,湿度,压力,以及其他多种变量。
电压分解也是电气工程学中一个重要概念。
它们可以用于设计电路,以及改善电路的工作效率。
它们还可以用来改善电路信号的传输效率,以及实现复杂的电子设计。
总的来说,电压分解是一种能够帮助工程师和科学家们更好地理解电压和电路行为的知识。
它们可以用来测量,控制,分析和设计多种类型的电子系统,从而创造更加安全,可靠和高效的电子设备。
利用“分解电压”解题的方法
利用“分解电压”解题的方法引言在研究电学时,分解电压是一个重要的概念。
它可以帮助我们更好地理解电路中电压的变化与分布。
本文将介绍利用“分解电压”解题的方法,希望能帮助读者更好地掌握电路分析技巧。
什么是“分解电压”在电路中,当电路中存在多个元件时,电压会在这些元件之间进行分布。
这种电压的分布可以通过“分解电压”来计算和分析。
分解电压指的是将总电压分解为每个元件所承受的电压。
解题方法1. 确定电路连接方式:首先要了解电路中元件的连接方式,例如是串联连接还是并联连接。
这对于后续计算分解电压非常重要。
2. 应用基本电路定律:根据所学到的基本电路定律,例如欧姆定律和基尔霍夫定律,可以找到计算分解电压所需的方程式。
3. 进行电压分解计算:根据电路中元件的连接方式和所得到的方程式,可以进行电压分解计算。
一般情况下,对于串联电路,每个元件所承受的电压之和等于总电压;而对于并联电路,每个元件所承受的电压相等。
4. 检查计算结果:计算完分解电压后,应该对计算结果进行检查,确保所得到的电压符合实际电路的情况。
实例分析下面通过一个简单的电路实例来说明利用“分解电压”解题的方法。
假设有一个串联电路,其总电压为10V,电阻R1为4Ω,电阻R2为6Ω。
我们要计算R1和R2分别承受的电压。
根据串联电路的性质,我们知道总电压等于每个元件所承受的电压之和。
因此,我们可以设置如下方程:10V = VR1 + VR2同时,根据欧姆定律,可以得到以下两个方程:VR1 = I * R1VR2 = I * R2结合以上方程,我们可以解得电流I为1A。
代入方程`10V =VR1 + VR2`,可以求得VR1为4V,VR2为6V。
因此,R1承受的电压为4V,R2承受的电压为6V。
结论通过利用“分解电压”解题的方法,我们可以更好地理解和计算电路中元件承受的电压。
这种方法对于解决复杂电路问题非常有用。
希望本文所介绍的方法能帮助读者在电路分析中取得好的成果。
7.10分解电压
反电动势E反
V外 ,E反 pg pamb 时,E反 最大
V外:分解电压 E电极:析出电势
几种电解质水溶液的分解电压
电解质溶液
HNO3 H2SO4 H3PO4 NaOH KOH NH3H2O
HCl HBr HI CoCl2 NiCl2 ZnBr2
实测分解电压
E分解 / V 1.69 1.67 1.70 1.69 1.67 1.74 1.31 0.94 0.52 1.78 1.85 1.80
测定分解电压的电流-电 压曲线
分解电压:电解时,使电解质能在两极不断地进行 分解所需的最小外加电压。
分析:外加电压作用下,溶液中的离子定向移动, 并在两极发生反应:
电解池
形成原电池
阳极: 2ห้องสมุดไป่ตู้l Cl2 g 2e 阴极: 2H 2e H2 g
Cl2 g 2e 2Cl H2 g 2H 2e
Pt H2 g HCl 1 mol dm 3 Cl2 g Pt
(E分解E可逆 /V 0.46 0.44 0.47 0.46 0.44 0.51
0.06 0.14 0.03 0.09 0.21 0.70
实际过程: E分解 E可逆, 原因:电极极化
谢 谢!
第七章 电化学
分解电压
天津大学 冯霞
(三)电解与极化
能斯特方程
E 电极
E 电极
RT zF
ln
a(R) a(O)
νR νO
平衡电极电势(理论电极电势)
实际进行的电解等过程 不可逆过程 电极电势偏离平衡电极电势 存在着极化作用
分解电压
在大气压力下进行电解 1moldm3 盐酸的实验。
测定分解电压的装置
li2o2分解电压
li2o2分解电压摘要:I.引言- 简要介绍li2o2 的背景和重要性II.li2o2 的分解电压- 什么是li2o2 的分解电压- li2o2 分解电压的计算方法III.li2o2 分解电压的影响因素- 氧分压对li2o2 分解电压的影响- 温度对li2o2 分解电压的影响- 其他影响因素IV.li2o2 分解电压的应用- 锂离子电池中的li2o2 分解电压- 其他领域的应用V.结论- 总结并强调li2o2 分解电压的重要性正文:I.引言锂氧化物(Li2O2) 作为一种重要的锂化合物,在化学、物理和材料科学等领域具有广泛的应用。
其中,li2o2 的分解电压是一个关键参数,对于理解其性质和应用具有重要意义。
本文将详细介绍li2o2 的分解电压以及其影响因素和应用。
II.li2o2 的分解电压li2o2 的分解电压是指在一定条件下,li2o2 发生氧化还原反应并分解成氧气和锂离子的电压。
根据氧化还原反应的原理,可以通过计算li2o2 的氧化态变化来确定其分解电压。
在标准状态下,li2o2 的分解电压约为4.65 伏。
III.li2o2 分解电压的影响因素A.氧分压对li2o2 分解电压的影响氧分压是影响li2o2 分解电压的重要因素。
当氧分压较低时,li2o2 的分解电压降低;反之,氧分压较高时,li2o2 的分解电压增加。
这一现象可以通过氧化还原反应的活性理论进行解释。
B.温度对li2o2 分解电压的影响温度对li2o2 分解电压也有显著影响。
通常情况下,随着温度的升高,li2o2 的分解电压会增加。
这是因为在较高温度下,反应物分子的热运动加剧,有利于反应的进行。
C.其他影响因素除了氧分压和温度,其他因素如电极材料、电解质和电流密度等也会对li2o2 的分解电压产生影响。
在实际应用中,需要综合考虑这些因素以获得理想的li2o2 分解电压。
IV.li2o2 分解电压的应用A.锂离子电池中的li2o2 分解电压在锂离子电池中,li2o2 可以作为正极材料。
6.4.2 分解电压和超电压
4
极化作用
电极在有限电流通过时所表现的电极电势E不可逆(实际电压)与可 逆电极电势E可逆(理论电压)产生偏差的现象,叫做电极的极化。
或又可表述为:
电流无限小时 的电势
实际析出电极电位偏离理论析出电位的现象称为电极的极化。
12
电化学极化作用同样使阴极电位变得比可逆电极电势更低(更 负),阳极电位变得更高(更正)。
7
电解时两极的极化曲线--电流与电极电势的关系图
实际电解时,阴极上的不可逆电势常比可逆电势较负一些, 阳极上的不可逆电势常比可逆电势较正一些,
此较负或较正的值,就称为超电位△ E。 η阴 、η阳 表示阴极、阳极上的超电位(overpotential) E分解=E 理论+△ E △ E=η阴 + η阳
6
2、电化学极化
电化学极化的产生是由于在有限电流通过电极时,电极与溶液界面 上进行电极反应,而电极反应是分步进行的。
这些步骤中若有某一步骤反应速度较缓慢(如离子放电,原子化合 为分子,气泡的形成等)。
致使阴极和阳极上放电的离子数减少,阴极上电子数过剩,其电位 变小;而阳极上电子不足,电位变大。
无法消除
E = E+ − E− = E H + ,O2 + 0.059 lg[ H + ] −
1
1
0.059 lg[ H + ] + 0.059 lg
PH 2 PO2
2
PO2 P
4
= E H + ,O2 = 1.229V
2
理论上,当外电压超过1.23V时,即可使电池反应逆转,但实际情况是当外电压 = 1.23V 时,并未能出现明显的电解,而只有当外电压达到一定的值之后,才有 较大的电流通过。如下图中1-2线段.
物理化学课件分解电压
(2) 理论分解电压即为由H2和O2组成的化学电池的反电动势, 即:
Pt | H2(100kPa) | NaOH (1 mol·kg1) | O2 (100kPa) | Pt 电池反应: H2(100kPa) + (1/2) O2(100kPa) = H2O
E = E(OH-|O2|Pt) E(|H2|Pt) +(RT/F) ln{p(H2)p2(O2)}= 1.2292 V E(分解) = E = 1.229 V
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
E (理 论 分 解 )E (可 逆 )
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 (阴() 阳) (,阳 )以及克服电池电 阻所产生的电位降IR 。I 这R 三者的加和就称为实际分解 电压。
E ( 分 解 ) E ( 可 逆 ) E ( 不 可 逆 ) I R
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
铝电解质的分解电压
1.01 1.05 1.08 1.12 1.13 1.14 1.15
1.3
ĖT,(3).V
1.2
×
1.1 1.0 0.9 0 CO
×
×
×
× 1 2
20
40
60
80
100 CO2
Al2O3分解电压与CO2浓度及温度的关系(活性阳极)
1-927℃
2-1027℃
电解质组分的分解电压是指该组分进行长时间电解并析出电解产物所需的外加最小电如果电解时不存在超电压和去极化作用则分解电压等于两个平衡电极电位之差值
铝电解质的分解电压
电解质组分的分解电压,是指该组分进行长
时间电解并析出电解产物所需的外加最小电 压。 如果电解时不存在超电压和去极化作用, 则分解电压等于两个平衡电极电位之差值:
V
2.350 2.294 2.237 2.224 2.196 2.178
Na3AlF6-Al2O3的分解电压的测定和计算结果[PTO2)]
研究实验者 W.特莱德威尔等(1933) P.德罗斯巴赫(1934) ET计 温度 Al2O3含 ET实 (℃) 量(%) (V) (V) 980 2.169 2.208 饱和 1060 10 2.06 2.161
-699560
-640530 -627060 -597560 -581740
1.21
1.11 1.08 1.03 1.00
1223 950 -692540 1237 1000 -675840 1300 1027 -667060
当CO2 CO的浓度不同时,Al2O3的分解电压(EoT) 的计算值
CO2% N 0 20 40 60 70 80 100 A 0 0.5 0.86 1.12 1.34 1.33 1.5 B 3.0 2.0 1.28 0.750 0.53 0.53 0 C 3.0 2.5 2.14 1.87 1.77 1.86 1.5
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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
E(理论分解 ) E(可逆)
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(阴()阳)(,阳)以及克服电池电 阻所产生的电位降IR 。I这R 三者的加和就称为实际分解 电压。
/
p
}
电解过程动画演示
该电动势随外电压的增大而同步升高. 因 H2和Cl2从电极上缓慢向 外扩散, 使 E 总略小 于外加电压, 从而有微小电流持续通过. 当H2 和Cl2达到饱和而析出时, E 达到最大值, 该值 为分解电压的理论值. 此后电解电流随外压增 大而快速上升.
当外加电压等于分解电压时, 两极上的电 极电势分别称为氢和氯的析出电势.
(2) 理论分解电压即为由H2和O2组成的化学电池的反电动势, 即:
Pt | H2(100kPa) | NaOH (1 mol·kg1) | O2 (100kPa) | Pt 电池反应: H2(100kPa) + (1/2) O2(100kPa) = H2O
E = E(OH-|O2|Pt) E(|H2|Pt) ) = E = 1.229 V
理想情况: E分 = E理 (由Nernst方程计算得出)
但实际上通常: E分 > E理, 原因:电极极化
8
分解电压的测定
使用Pt电极电解HCl, 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。
电源
V
阳极 Pt
G
阴极
分解电压的测定
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 电 流
力,呈气泡逸出,反电动势达 I
极大值 Eb,max。
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 不断工作所必需外加的最 小电压,称为分解电压。
2 1
E分解 电压E
测定分解电压时的电流-电压曲线
阴极(负极): 2H+ + 2e- H2(g) 阳极(正极): 2Cl- + 2e- Cl2(g) 电解反应: 2H+ + 2Cl- H2(g)+Cl2(g)
电解时构成电池: Pt | H2 | HCl(b) | Cl2 | Pt 该电池的电动势 E 与外加电压方向相反.
E
E
RT 2F
ln
{
a(H )2 a(Cl )2 p(H2 ) / p }{ p(Cl2 )