《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）电解与极化作用

物理化学电子教案-第十章 电解与极化作用 电解池 阴极曲线 阳极曲线 原电池 E可逆-△E不可 77m 17 (海香) E可+△E不可 (海) 负极曲线 正极曲线 E可逆 E可 7m 170 -4 电位 +φ —4 电位 +4

物理化学电子教案—第十章

第十章电解与极化作用s 10.1 分解电压S10.2极化作用S10.3电解时电极上的竞争反应S10.4金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化S10.5化学电源

第十章 电解与极化作用 §10.1 分解电压 §10.3 电解时电极上的竞争反应 §10.2 极化作用 §10.4 金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化 §10.5 化学电源

s 10.1理论分解电压1.理论分解电压2．分解电压的测定3.实际分解电压

§10.1 理论分解电压 1. 理论分解电压 3. 实际分解电压 2. 分解电压的测定

使某电解质溶液能连续不断发1.理论分解电压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)

1.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 E ( ) ( ) 理论分解 可逆 =

2.分解电压的测定电源使用Pt电极电解HClo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GPt阴极阳极别测定线路中的电流强度I和电压E，画出I-E曲线。分解电压的测定

2.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 分解电压的测定 阳极 Pt 阴极 V G

1)电解池阴极: 2H+(au+)+2e→H,(g,p)电流阳极: 2C(a)→Cl,(g, p)+ 2e-12HCl(aμc) → H,(g, p) +Cl,(g, p)3·外加电压很小时，几乎无电流通过，阴、阳极上无H2(g)和Cl,(g)放出。电压E。随着E的增大，电极表面产生少量氢气和氯气，但压力测定分解电压时的电流一电压曲线低于大气压，无法逸出

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。 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。 电 流 I 电压E 1 2 3 测定分解电压时的电流-电压曲线 2 2 ( ) 2 ( , ) H H a e H g p + + − 阴极： + →2 2 ( ) ( , ) 2 Cl Cl a Cl g p e − 阳极： − − → + 2 2 2 ( ) ( , ) ( , ) HCl a H g p Cl g p HCl → + 1)电解池

电源2)原电池o负极: H,(g,P)-2e- →2H*(ag+正极: Cl,(g,p)+2e- →2Cl(a)H,(g, p)+Cl,(g, P) →2HCl(ac)Pt阳极。所产生的氢气和氯气构成阴极Cl2H2了原电池，产生了与外加电原电池：-F原电池：压方向相反的反电动势E,正极负极分解电压的测定

电源 分解电压的测定 阳极 Pt 阴极 V G 所产生的氢气和氯气构成 了原电池，产生了与外加电 压方向相反的反电动势Eb。 2 ( , ) 2 2 ( ) H H g p e H a + − + 负极： − → 2 ( , ) 2 2 ( ) Cl Cl g p e Cl a − − − 正极： + → 2)原电池 2 2 ( , ) ( , ) 2 ( ) H g p Cl g p HCl aHCl + → Cl2 H2 原电池： 正极 原电池： 负极

。外加电压必须克服E，继续增加电压，I有少许增加，如电图中1-2段流1。当外压增至2-3段，氢气和3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,maxo。再增加电压，使I迅速增加。1将直线外延至I=0处，得E(分电压EE分饼解值，这是使电解池不断工作测定分解电压时的电流-电压曲线所必需外加的最小电压，称为分解电压

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。 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。 E I 电压E 1 2 3 测定分解电压时的电流-电压曲线 外加电压必须克服Eb，继续 增加电压，I 有少许增加，如 图中1-2段

几种电解质水溶液的分解电压（以一价离子计，浓度为1moldm-3）电解质溶液电解生可逆分解电（E分解-E可逆）/V实测分解电压E分解/V成物压E可逆/V1.691.230.46HNO3H+021.671.230.44H, + 02H,SO1.23NaOH1.69H+020.46HCI1.311.37-0.06H,+Cl21.490.51Cu+ 020.98CuSO40.700.040.66AgNO3Ag+022.550.95ZnSO4Zn + O21.60

几种电解质水溶液的分解电压 （以一价离子计，浓度为1 mol·dm-3 ） 电解质溶液 实测分解电 压E分解/ V 电解生 成物 可逆分解电 压E可逆 / V (E分解-E可逆 )/ V HNO3 1.69 H2 + O2 1.23 0.46 H2SO4 1.67 H2 + O2 1.23 0.44 NaOH 1.69 H2 + O2 1.23 0.46 HCl 1.31 H2 +Cl2 1.37 -0.06 CuSO4 1.49 Cu + O2 0.51 0.98 AgNO3 0.70 Ag + O2 0.04 0.66 ZnSO4 2.55 Zn + O2 1.60 0.95

3.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n(阴)和n(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)=n(阳)+n(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

E E E IR ( ) ( ) ( ) 分解 可逆 不可逆 = +  + 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 和 ，以及克服电 池电阻所产生的电位降 。这三者的加和就称为实 际分解电压。 ( ) 阴 ( ) 阳 IR 显然分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而 增加。 3.实际分解电压  = + E( ) ( ) ( ) 不可逆 阳 阴  