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仪器分析2.4.2 电极的极化与超电位


有关超电位的实验现象:
(1)超电位随电流密度的增大而增大。电极面积越小、极 化越严重,超电位也越大。 (2)超电位随温度升高而降低。例如温度每增加10℃,氢 的超电位降低20~30mV。 (3)电极的化学成分不同,超电位也有明显的不同。 (4)产物是气体的电极过程,超电位一般较大,金属电极 和仅仅是离子价态改变的电极过程,超电位一般较小。 (5)电极表面形成一层氧化物或其他物质薄膜,从而在电 流流过时,引起电阻形成超电位,此效应在高电流密度或 低浓度时较明显。
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3. 超电位
实际电位与可逆的平衡电位之间产生一个差值。 电位,ηa表示阳极超电位。 阴极上的超电位使阴极电位向负的方向移动,阳极上
的超电位使阳极电位向正的方向移动。 超电位的数值无法从理论上进行计算。
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1. 浓差极化
当电流流过电极—溶液界面发生电极反应时,在电极 表面处的离子浓度迅速降低,如果扩散速度较小,溶液中 的离子不能很快扩散到电极表面,将产生一个浓度梯度。
浓差极化使电极电位偏离平衡值, 阳极更正;阴极更负。
减小浓差极化的方法:
a.减小电流密度或增加电极面积。 b.提高溶液温度,有利于质传递。 c.机械搅拌,使整个体系保持浓度均 匀,也使电极表面溶液不断更新。
第二章 电化学分析基础
Introduction to electrochemical analysis
第四节
电极-溶液界面的传 质过程与极化
Polarization and mass transfer process on surface of electrode
2.4.1 电极-溶液界 面的传质过程与类 型
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2. 电化学极化
电极电位偏离于平衡电位是由于电化学反应本身的迟缓性 所引起的——电化学极化。
电极反应需要一定的活化能使电极上聚集着过多的电荷。 自由电子数量增多:电极电位向负方向移动; 正电荷聚积:电极电位向正方向移动。 化学电池中,两支电极的极化程度不同。 电流值一定,电极电位偏离平衡 电位很大的电极称之为极化电极; 偏离很小的称去极化电极 。 完全去极化只是一种理想情况。
2.4.2 电极的极化与 超电位
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2.4.2 电极的极化与超电位
什么是电极的极化? 现象:物质的理论分解电压小于实际析出电位。 定义:电极上有净电流流过时,电极电位偏离平衡电极
电位的现象称为电极极化。
影响电极极化程度的因素:电极的大小和形状、电解质
溶液的组成、搅拌、温度、电流密度、电极反应中的反应 物和产物的物理状态及电极的组成和特性等。 两类电极极化:浓差极化和电化学极化。
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