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  • 1 # 使用者5443769950533

      就是說,實際的電極反應在進行的時候,會發生陰極電位比理論值低,陽極電位比理論值高的情況,這就叫做過電位.如果陰極析出的是氫氣,就叫析氫過電位,析氧過電位也一樣.過電位是由於電極的極化而產生的,就是說實際的電極反應已經偏離了理想的電極反應.

      析氫過電位(一定程度上)可以用塔菲爾常數衡量,塔菲爾常數越大,過電位越大.常見金屬塔菲爾常數較大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等.

      詳細的東西我分兩部分講.

      A.電化學有一個很有名的方程叫Nernst(能斯特)方程,大意是電極的電位與電極周圍的離子濃度有關,氧化形式的離子濃度越高,或還原形式的離子濃度越低,則電極的電位就越高,反之亦然.

      B.實際的電極在工作過程中,會發生偏離理想電極模型的情況,這就叫極化.電極的極化有兩種:

      1.濃差極化.由於實際電極反應要消耗附近的溶液的溶質(這是理想電極不考慮的),造成濃度下降,而溶液的濃度擴散不及時,導致電極周圍溶液濃度下降.對析氫電極(陰極),是氧化態濃度下降;對析氧電極(陽極),是還原態濃度下降.於是由Nernst方程,析氫電位會下降,而析氧電位會上升.

      2.活化極化.由於電極反應並不是如理想中的那樣迅速,所以當電位達到理論電位,電極反應的速率卻仍然很慢.要使速率達到可觀的水平,必須升高電位,這就叫活化過電位,而這種效果在氣體的析出上非常明顯.塔菲爾(Tafel)認為活化過電位η與電流密度i有η=a+blgi的關係,其中a,b叫塔菲爾係數.不同金屬的b值相差不大而a相差明顯,因此常以a作為活化過電位大小的判據.

      由於過電位的存在,因此在實際的電解操作中,要把這些問題也考慮進去.比如電解水,理論上O2/H2O的電位是1.23V,但實際上一般需要達到1.36V左右,這就是O2的析出存在活化過電位的結果.

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