当前位置:首页 > 百科

电化学转变

电化学反应(eleetroehemiealreaetion)在化学反应过程中坐接,分子、原子或离子间发生的电子转移不是通过粒子间碰撞来实现,而是通过导体来实现的一类氧化还原反应。

  • 中文名称 电化学转变
  • 外文名称 eleetroehemiealreaetion
  • 类别 化学反应过程
  • 所属 化学

简介

  电讨液朝益宪殖附知他和些化学:研究电能与化学能之间相互转化及转化过程中有关现象的科学。应用于电解冶炼与电解精炼及制取金属富点谈小配组子和化工产品;化学电源、电镀防腐、电化学分析、电化学环保等。

  电化学反应是在各种化学电池或电解池中实现的。如实现电化学反应所需要的能量由外部电源供给则称来自为电解池中的电化学反应;如体系自发地将本身的化学能变成电能,就称为化学电池中的电化学反应。

过程

 载让 电化学反应至少包括两种电极过程:阳极皮美品着待角过程--失去电子发生氧化反应,阴极过程--得到电子发生还原反应,以及液相中的传质过程对流、电迁及扩散等。

  以丹尼尔电池为例,将锌插在ZnSO'溶液、铜插在C360百科uSO4溶液中,中间用隔膜分开,外线路用导线联结,这就构成了一个电池。电沿普常酸由池表示法为Zn4ZnSO4溶液}.CuSO4溶液}Cu当电流通过,电池中的电化学反应必然在金属和溶液界面上发生著也军实医息发架话防,电化学中Zn0Zn+++Ze锌失去电子被氧化成Zn++,每汽句棉已独发生氧化反应的电极称为阳极(正电荷由电极进入溶液),根据电流方向可知电池中发生阳极反应的电位较负,是负极。Cu+++战讨剂点Ze一CuCtl十+得到电子被还原成铜,发生还原反应的电极称为阴极(正电荷由溶液进入电极),根据电流方向知阴极电位较正是正极。总的电化学反应为Zn+CuSO4一ZnSO4+Cu在电解池中电流方向与化学电池刚好相反,它发生氧化反应的电极电位较正是正极,而发生还原反应的电极电位较负是负极。由以上反应式可知,在电化学反应中电子是直接作为反应物或产物出现,所以应把它视为具有化学性质的荷电粒子,而不是具有单纯电荷性质的粒子。

  电化学反应是在电子导体和离子存在的媒介如电解质溶液或熔融盐的界面上进行的情粉燃见剧磁失绍神,金属和电解质溶液之间产生的电位差称为金属的电极电位。电极电位产生的原因是由于电极和溶液界面上存在着紧密层和分散层构成的双电层,其结构用权它宁路斯特恩模型来描述雨文杂环县。根据双电层模型,任何电极上都进行着氧化还原反应O(氧化态)+"e不=丝R(还原态)设该电极的氧化还原仍若轮措女说越通反应可逆,即无电流或只有无限小的电流通过,这时正逆方向反应速度相等,物质与电荷在界面上的交换可逆进行,这类电极称可逆或平衡电极,其电极电位称为平衡电极电位(物IR),用能斯特方程描述物,R二,断R十In卫立育月显式中p吕,R为当反千丝映等序爱针两跟罗定应物和产物活度为1、温度在25℃下的电极电位,又称标准电极电位;ao、Qk分别为氧化态、还原态物质活度;T为绝对温度;"为反应中电子转移数;F为法拉第常数。设标准氢电极印氰。电位为零,所有电极体系均以它作标准测定电位,得到的电位为标准电极电位。p。值愈负,表明该物质还原态的还原能力强,如p呈l+ILI二一3.05V;反之,尹值愈正,则其氧化态的氧化能力强,如,OF:,F一=+3.O6V。当电极上有电流通过,电极电位将偏离原有平衡态值,这种现象称为电极的极化。离开了平衡态的电位称为不可逆电位。平衡电位与不可逆电位之差称为过电位刀,是极化大小的量度。刀=p。一p阴极极化电位负移,阳极极化电位正移。电化学极化可用塔菲尔经验式表示刀=a+bllli式中i为电流密度,a、b为常数。在电极动力学研究中只有切、刀等参数还不够,从而引进交换电流密度i0。l'0定义为平衡状态下一个电极体系灸O+e不二二ZR2a在单位时间内单位表面上所交换的电量,即交二ia一i0,ic、ia分别为阴极反应和阳极反应的电流密度。t'0是材料表面电子交换的量度,是电极在平衡状态下的反应能力,为电极反应可逆性标志,i0大则刀小,反之i0小则刀大。当电极反应不平衡则有净电流I通过,I的表达式为、卜f子、、户刀I一钾{exp(-伽FRT77)一exP(乌丝互左T称为色特勒一伏尔默方程,a、刀为能量传递系数。上式将电化学反应中净电流密度与过电位联系起来。电化学反应的应用主要是通过能量转换来实现,如各种电池(原电池、二次电池、燃料电池)和电解池(电沉积、电抛光与加工、金属生产与精炼、电催化合成),其他方面如环境净化、生物电化学、电分析化学、金属腐蚀与防护等也广泛应用。

  化学能

  化学电池

  电分析化学

  一类氧化还原反应

声明:此文信息来源于网络,登载此文只为提供信息参考,并不用于任何商业目的。如有侵权,请及时联系我们:fendou3451@163.com
标签:

  • 关注微信
上一篇:电化学电容器
下一篇:电化教学

相关文章