《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）§10.1 分解电压 §10.3 电解时电极上的竞争反应

山东理工大客第十章SHANDONGUNIVERSITY OFTECHNOLOGY与电解极化作用电解池原电池阴极曲线阳极曲线B可送一△E不可送EA（（E可送+AE不可送正负极极曲曲线践EeaEgr送ThreTu电位+0电位+00

第十章

山东理工大客第十章电解与极化作用SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY本章通过电解过程中，电解质溶液的实际分解电压大于理论分解电压现象的分析，引出有关电极极化、析出电势和超电势等概念，并详细分析电极极化产生的原因及其类型。将得到的有关结论用于讨论实际电化学过程中（如金属腐蚀及防腐、电解时的电极反应）规律等

本章通过电解过程中，电解质溶液的实际分解电压 大于理论分解电压现象的分析，引出有关电极极化、析 出电势和超电势等概念，并详细分析电极极化产生的原 因及其类型。将得到的有关结论用于讨论实际电化学过 程中(如金属腐蚀及防腐、电解时的电极反应)规律等。 第十章 电解与极化作用

山东理工大客第十章电解与极化作用SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYs 10.1 分解电压S 10.2 极化作用福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S 10.5化学电源*8S10.6电有机合成简介

§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 *§10.6 电有机合成简介 第十章 电解与极化作用

山东理工大客10.1分解电压SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY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

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 = 理论分解电压 10.1 分解电压

山东理工大客10.1分解电压SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY分解电压的测定实验表明，对任一电解槽进行电解时，随着外加电压的改变，通过该电解槽的电流亦随之变化电源例如：使用两个铂电极电解HCI溶液时，实验装置如右图所示，改变可变电阻，记录电压阴极阳极表和电流表的读数，则可测量电解槽两端电位差与电流强度HCI溶液的关系曲线。分解电压的测定装置

分解电压的测定 实验表明，对任一电解槽进行电解时，随着外加电 压的改变，通过该电解槽的电流亦随之变化。 分解电压的测定装置 HCl 溶液 例如：使用两个铂电极电解 HCl溶液时，实验装置如右图 所示, 改变可变电阻，记录电压 表和电流表的读数，则可测量 电解槽两端电位差与电流强度 的关系曲线。 10.1 分解电压

山东理工大客10.1分解电压SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY分解电压的测定电流福3E电压E分解测定分解电压时的电流-电压曲线

分解电压的测定 测定分解电压时的电流-电压曲线 E 电压E 1 2 3 电 流 I 10.1 分解电压

山东理工大客10.1分解电压SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY曲线分析开始时，当外加电压很小时，几乎没有电流通过电解槽；电压增加，电流略有增加；当电流增加到某一点后，电流随电压增大而急剧上升，同时电极上有连续的气泡逸出。在两电极上的反应可表示如下：电阴极 2H+(au+)+2e-→H2(g,p)流阳极 2CI-(acr)→Cl2(g, p)+2e1当电极上有气泡逸出时，H?和Cl,的压力等于大气压力。E分饼电压E

➢ 在两电极上的反应可表示如下： 阴极 2H+ (aH +)+2e−→H2 (g, p) 阳极 2Cl− (aCl-)→Cl2 (g, p)+2e− ➢ 当电极上有气泡逸出时，H2 和Cl2的压力等于大气压力。 曲线分析 ➢ 开始时，当外加电压很小时，几乎没有电流通过电解槽； 电压增加，电流略有增加；当电流增加到某一点后，电流 随电压增大而急剧上升，同时电极上有连续的气泡逸出。 E 电压E 1 2 3 电 流 I 10.1 分解电压

山东理工大客10.1分解电压SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY电解过程分析当开始施加外电压时，还没有H(g)和Cl,(g)生成，它们的压力几乎为零，稍稍增大外压，电极表面上产生了少量的氢气和氯气，其压力虽小，但却构成了一个原电池，其自发地进行如下反应：(-) H2(g, p) → 2H+(aH+) + 2e(+) Cl2(g, p) + 2e- → 2Cl-(acl.)

当开始施加外电压时，还没有H2 (g)和Cl2 (g)生成，它 们的压力几乎为零，稍稍增大外压，电极表面上产生了少 量的氢气和氯气，其压力虽小，但却构成了一个原电池， 其自发地进行如下反应： (−) H2 (g, p) → 2H+ (aH+) + 2e− (+) Cl2 (g, p) + 2e− → 2Cl− (aCl- ) 电解过程分析 10.1 分解电压

山东理工大客10.1分解电压SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY电解过程分析此时，电极上进行反应的方向正好与电解所进行的反应的方向相反电流丨。它产生了一个与外加电压方向相反的反电动势Er(back electromotiveforce)。由于电极上的产物扩散到了溶液中，因此需要通过极微小的电流使电极产物得到补充。继续增大外加电压，电极上就有H,和CI,继续E分解电压E产生并向溶液中扩散，因而电流也测定分解电压时的电流-电压曲线有少许增加，相当于I-E曲线上的1-2段

此时，电极上进行反应的方向正 好与电解所进行的反应的方向相反 。它产生了一个与外加电压方向相 反的反电动势Eb (back electromotive force)。由于电极上的产物扩散到了 溶液中，因此需要通过极微小的电 流使电极产物得到补充。继续增大 外加电压，电极上就有H2和Cl2继续 产生并向溶液中扩散，因而电流也 有少许增加，相当于I-E曲线上的1-2 段。 电解过程分析 测定分解电压时的电流-电压曲线 E 电压E 1 2 3 电 流 I 10.1 分解电压

山东理工大客10.1分解电压SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY电解过程分析当pHz和pc2不断增加，对应于外加电压的反电动势也不断增电流加，直至气体压力增至等于外界1大气压力时，电极上就开始有气泡逸出，此时反电动势E达到最大值Ep.max，而将不再继续增加。若继续增加外加电压只增加溶液E分解中的电位降(E外-Eb.max)=IR，从电压E测定分解电压时的电流-电压曲线而使电流剧增，即相当于I-E曲线中2-3段的直线部分

当pH2和pCl2不断增加，对应 于外加电压的反电动势也不断增 加，直至气体压力增至等于外界 大气压力时，电极上就开始有气 泡逸出，此时反电动势Eb达到最 大值Eb,max，而将不再继续增加。 若继续增加外加电压只增加溶液 中的电位降(E外-Eb,max)＝IR，从 而使电流剧增，即相当于I-E曲线 中2-3段的直线部分。 电解过程分析 测定分解电压时的电流-电压曲线 E 电压E 1 2 3 电 流 I 10.1 分解电压