氧化还原反应和电化学.ppt

2. 分解电压 (E分) 电解水时电解电流随外加电压的变化 ?O2/OH- = 0.401 + (0.059/4)lg[1/(0.1)4] = 0.46 V ?H+/H2 = 0 + (0.059/2)lg[(10-13)2/1] = - 0.77 V E反 = ?正 - ?负 = 0.46 – (-0.77) = 1.23 V 3. 极化与超电势 (3) 超电势 (?) 金属析出的超电势较小，气体较大。 电解池：极化使 E反↑ 原电池：极化使 E↓ 4. 电解产物的判断规律 (1) 原则： 阴极— 还原反应 — 析出电势较高的氧化态物质 阳极— 氧化反应 — 析出电势较低的还原态物质 阳 小 还 同学！ 对象：溶质、溶剂、电极等 5. 电解的应用 (1) 电镀 (2) 电抛光 (3) 电解加工 (4) 阳极氧化 (2) 电抛光 三、金属腐蚀与防护 2. 电化学腐蚀 由于电化学作用所引起的腐蚀 (构成腐蚀电池) (3) 差异充气腐蚀 是由于水中不同深度氧的浓度差别造成的 a 氧分压大，为阴极。 b 氧分压小，为阳极。 上段生锈，下段蚀坑。 3. 防护措施 (1) 合金化法 制成合金，增大极化，提高耐腐蚀性 (2) 保护层法 电镀金属保护膜 、非金属材料涂层 (3) 缓蚀剂法 在腐蚀介质中加入少量能减小腐蚀速率的物质来防止腐蚀的方法 (4) 电化学保护法 (4) 电化学保护法 — 阴极保护法 ① 牺牲阳极法 被保护的金属 — 腐蚀电池的阴极 外加的活泼金属 — 腐蚀电池的阳极 (1-5%) ② 外加电流法 被保护金属 — 电解池阴极 (连电源负极) 外加电极 — 电解池阳极 (连电源正极) 小 结 本文观看结束！！！ 祝各位身体健康！万事如意！！ ?阳 ?阴 极化 产生 ?阴↓ ?阳↑ 原电池 E↓ 电解池 E反↑ ?阴(析) = ?阴(平) - ?阴 ?阳(析) = ?阳(平) + ?阳 电解池 应用 浓差极化 电化学极化 析出电势?析 求 E分(实) 判断电解产物 超电势? * * * * 第三节 电解与金属腐蚀、防护 例：Pt为电极电解 0.1mol·L-1的NaOH溶液 阳极 4OH–(aq) = O2 (g) + 2H2O (l) + 4e– 阴极 2H+ (aq) + 2e– = H2 (g) (-)Pt, H2 (p?)|H+(1×10-13 mol·L-1) ||OH- (0.1 mol·L-1)|O2 (p?), Pt(+) 内部电池—反电池 E理 =1.23 V E实 =1.7 V 1.7 V (1) 理论分解电压(E分(理)) 克服理论反电动势所需电压 (2) 实际分解电压(E分(实)) 使电解反应得以顺利进行所需最低电压 (3) 超电压 (E超) E超 = E分(实) – E分(理) (1) 极化 极化：析出电势偏离平衡电势的现象 超电势 (η)：偏离的部分 (2) 极化产生的原因 ① 浓差极化 由于电极表面附近和溶液深处的离子浓度差异引起的极化 (次要因素) 结果： ?阴 ↓, ?阳 ↑, 进而 E反↑ 由于电化学反应阻力引起的极化 (主要因素) ② 电化学极化 结果： ?阴 ↓, ?阳 ↑, 进而 E反↑ 结果： ?阴 ↓, ?阳 ↑, 进而 E反↑ 以H+放电为例： H+(本体溶液）→ H+（电极表面） H+（电极表面）+e– → H (并吸附在电极表面上） H → H2 (吸附在电极上的氢分子） ?H2 → H2（g)(形成氢气离开电极表面） √ √ 阳极超电势 (?阳) ?阳(析) = ?阳(平) + ?阳 阴极超电势 (?阴) ?阴(析) = ?阴(平) – ?阴 (2) 放电一般规律 电极 阴 极 (还原) 阳 极 (氧化) 反应物质 金属离子或 H+离子 金属或负离子 1. 电极电势大于Al的金属离子放电，析出相应金属; 2. 电极电势小于等于Al的金属离子不 放电,放电的是H+离 子,得到H2。 1. 除Pt、Au外， 金属做阳极时，金属失电子发生溶解 2. 惰性电极简单负离子如S2- 、 I- 、Br-、 Cl-等放电得到相应单质 3. 复杂负离子时不能放电,是OH-放电,得到O2 电 解 产 物 用石墨做电极电解CuCl2溶液 阳极反应