《物理化学》课程教学资源（A）Ⅱ 课件 第10章 电解与极化作用

冰2以 NGAVRSETY OF TECHNOLOG 第十章 电解与极化作用 电解池 原电池 阴极曲线 阳极曲线 EF可送一△E不可 7两 E十△E不可 极 极 曲 线 线 E阿 7例 7 电位 +0 电位

第十章 电解与极化作用

G 冰2军 NCNVRSETY OF IECHNOLOGY 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

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

G 本理2深 NGAVERSETN OF TECHNOIOG §10.1分解电压 1.理论分解电压定义 2.分解电压的测定 3.实际分解电压

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

1.理论分解电压定义 G 林2保 NCNVIRSETY OF IECHNOLOGY 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)

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 1. 理论分解电压定义

2.分解电压的测定 冰2以军 aVK5no乐TECHNOLOGY 使用Pt电极电解HCI, 电源 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 阳极 阴极 和电压E,画出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

2.分解电压的测定 冰2好 86 BONG AVESETY0年1 NOLOGY 电解池 阴极：2H*(a)+2e→H2(g,p) 电 阳极：2C(a)→C2(g,p)+2e 流 2HCI(ana)>H2(g,p)+Cl2(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C12(g)放出。 。随着E的增大，电极表面 电压E 产生少量氢气和氯气，但压 测定分解电压时的电流一电压曲线 力低于大气压，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. 分解电压的测定 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 → + 电解池

2.分解电压的测定 林影军 NGAVERSETN OF TECHNOIOG 原电池 电源 负极：H2(g,p)→2H*(a)+2e 正极：Cl,(g,p)+2e-→2C(acr) H(g,p)+Ch(g,p)>2HCI(anct 。所产生的氢气和氯气构成 阴极 了原电池，产生了与外加电 吧整 压方向相反的反电动势Eb。 原电池： 原电池： 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 2. 分解电压的测定 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。 H H g p H a e + → + + − 2 负极： ( , ) 2 ( ) 2 2 ( , ) 2 2 ( ) Cl Cl g p e Cl a − − − 正极： + → 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

2.分解电压的测定 冰影 CAVRSETY DE TECNOLOGY 。外加电压必须克服E,继续 增加电压，I有少许增加，如 图中1-2段 电 流 Q当外压增至2-3段，氢气和 氯气的压力等于大气压力， 3 呈气泡逸出，反电动势达极 大值Eb.max Q再增加电压，使I迅速增加。 将直线外延至I=0处，得E(分 E方解 电压E 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 2. 分解电压的测定 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

2.分解电压的测定 冰2以 aiVK5no乐TECHNOLOGY 几种电解质水溶液的分解电压 (以一价离子计，浓度为1 mol-dm3) 电解质溶液 实测分解电 电解生 可逆分解电 (E分解E可逆/V 压E分解V 成物 压E可逆V HNO3 1.69 H2+02 1.23 0.46 H2S04 1.67 H2+02 1.23 0.44 NaOH 1.69 H2+02 1.23 0.46 HCI 1.31 H2 +Cl2 1.37 -0.06 CuSO 1.49 Cu+02 0.51 0.98 AgNO3 0.70 Ag+02 0.04 0.66 ZnSO4 2.55 Zn+02 1.60 0.95

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 2. 分解电压的测定

3.实际分解电压 冰影军 NCNVIRSETY OF TECHNOLOGY 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（阴）和（阳），以及 克服电池电阻所产生的电位降R。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)=（阳极）+7（阴极） 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 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。 分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而增加  = + E( ) ( ) ( ) 不可逆   阳极 阴极 3. 实际分解电压