物理化学课件----分解电压

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1,7.10,分解电压,进行电解操作时，使电解质能在两极不断地进行分解所需的最小外加电压即为,分解电压,。,下图所示为电解过程,分解电压的测定装置,Pt,V,R,HCl,外电源,伏特计,电流计,+,_,G,V,分解,V,I,测定分解电压的电流,-,电压曲线,电解过程动画演示,使电解质在两电极上继续不断地进行分解所需的最小外加电压称为,分解电压,.,阴极,(,负极,):2H,+,+2e,H,2,(g),阳极,(,正极,):2Cl,+2e,Cl,2,(g),电解反应,:2H,+,+2Cl,H,2,(g),Cl,2,(g),电解时构成电池,:Pt|H,2,|,HCl(b,)|Cl,2,|Pt,该电池的电动势,E,与外加电压方向相反,.,该电动势随外电压的增大而同步升高,.,因,H,2,和,Cl,2,从电极上缓慢向,外扩散,使,E,总略小于外加电压,从而有微小电流持续通过,.,当,H,2,和,Cl,2,达到饱和而析出时,E,达到最大值,该值为,分解电压的理论值,.,此后电解电流随外压增大而快速上升,.,当外加电压等于分解电压时,两极上的电极电势分别称为氢和氯的,析出电势,.,例,42,电解过程动画演示,理论分解电压,理论分解电压,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,要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,IR,。这三者的加和就称为实际分解电压。,显然分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而增加。,实际分解电压,8,分解电压产生的原因：,在外加电压,V,外,作用下，电解反应的产物与溶液中相应离子及电极构成原电池，产生反电动势,E,反,。,V,外,E,分,，,V,外,，,I,V,外,=,E,分,时的电极电势称为,析出电势,理想情况：,E,分,=,E,理,(由,Nernst,方程计算得出),但实际上通常：,E,分,E,理,，,原因：,电极极化,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,阴极,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,E,b,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,。,电,流,I,电压,E,测定分解电压时的电流-电压曲线,分解电压的测定,例题,1,298K时,用铂做两极,电解 1 molkg,1,NaOH溶液.,(1)两极产物是什么？写出电极反应;,(2)电解时理论分解电压是多少？,(已知298K时,E,(OH,|O,2,|Pt)=0.401 V.),(1)阴极反应:2H,2,O2e,H,2,+2OH,(产物H,2,),阳极反应:2OH,(1/2),O,2,+H,2,O2e,(产物O,2,),(2)理论分解电压即为由H,2,和O,2,组成的化学电池的反电动势,即:,Pt|H,2,(100kPa)|NaOH(1 molkg,1,)|O,2,(100kPa)|Pt,电池反应:H,2,(100kPa)+(1/2)O,2,(100kPa)=H,2,O,E,=,E,(OH,|O,2,|Pt),E,(|H2|Pt),+(,RT,/,F,),ln,p,(H,2,)p,2,(O,2,),=1.2292 V,E,(分解)=,E,=1.229 V,