1 电极与电极电位的孕育发生
1. 1 电极 简略而言,金属放入电解质溶液中就成了一个电极。 1. 2 电极电位 将单元正电荷从电场中某一点移至无量远处所需做的功,即为该点的电位(将年夜地的电位定为零作为参考点)。这也就是说,有电荷就有电场,也就有电位。电极上存正在电荷,则电极就有了电位,称为电极电位,罕用φ示意,单元为伏(伏特)或毫伏等。 静置状态下,电极的电位为“动态电位”;电极反响达到静态均衡时的电极电位称为“均衡电极电位”。当电极上只无形成电极电位的反响时,电位值比拟稳固,为稳固电位。正在均衡电位时,电极反响的电荷替换与物资替换都是均衡的。 1. 3 替换电流密度 j0 当构成均衡电极电位时,电极反响处于静态均衡状态,电极上一直发作电荷与物资的替换,正在电极与界面液层中始终有电荷活动,即有电流,称为替换电流。单元面积上的替换电流叫“替换电流密度”,以 j0示意。j0 越小,阐明溶液中金属离子到电极外表放电 越艰难。替换电流密度的巨细取决于金属本色。 1. 4 双电层的构成 构成电极时,金属外表或带负电荷或带正电荷,城市构成电场。正在电场力作用下,电极外表所带电荷就会吸引溶液中的同性离子进入界面很薄的一层溶液中,离电极外表越近,散布的同性电荷浓度越年夜,后果使界面液层中也有了一层电性相同的电荷层而构成所谓“双电层”。 1. 5 规范电极电位与电动序 正在25 ℃、离子活度为1mol/L 的规范情况下测患上的电极电位,称为规范电极电位,可用于比拟。罕用φ示意电极电位,用φ0示意规范电极电位,以 a 示意离子活度。若固定温度为 25 ℃,则没有异化合价(以n示意)、没有同离子活度下,金属电极电位的实际值(均衡电极电位),可用简化了的能斯特(Nernst)方程式进行较量争论。 就金属而言,化学性子越活跃的金属(称为贱金属),其规范电极电位数值越负;而化学活性越小的金属(称为贵金属,如铂、金等),其规范电极电位越正。将规范电极电位按由负到正、从小到年夜的程序 陈列起来,失去所谓的“电动序”。正在许多手册中都 有蕴含若干规范电极电位的电动序表。 1. 6 钝化与活化 将电极放正在指定的溶液中或扭转溶液的前提,测定电极电位随工夫变动的曲线(称为电位–工夫曲线)时,会发现电极电位有所变动。当电极电位偏偏离均衡电位向负标的目的变动(即朝贱金属标的目的变动,其化学性子更活跃)时,咱们说电极趋势于“活化”;相同,电位偏偏离均衡电位向正标的目的偏偏移(朝贵金属标的目的变动,其化学性子更稳固)时,咱们说电极趋势于“钝化”。 1. 7 析出电位 刚开端析出金属时的阴极实际电位称为析出电位。析出电位与所镀金属的性子无关,也与镀液的性子无关。析出电位负患上越少,阐明析出金属所需阴极电流密度越低。 2 阴极极化 2. 1 极化景象与极化值 电极不过加电流时,用参比电极与被测电极组成一对电池(称为原电池),测患上的电池电动势为电极的均衡电极电位(以φ平示意);外加电流后再测电极电位时,发现阴极电位向负标的目的偏偏移(阐明电极上有过 多带负电荷的电子),而阳极电位向正标的目的偏偏移(阐明电极上少了电子,积攒有正电荷)。这类通电时实际电位(以φ示意)偏偏离了均衡电位的景象,就叫电极的“极化”。所偏偏离的数值即为“极化值”,以∆φ表 示,即: ∆φ =φ– φ平 。 3 阳极极化 电源将电子从阳极“抽走”后,阳极金属原子就变成带正电荷的金属阳离子。阳离子应实时溶入镀液中并静止到镀液深处。若阳离子溶入镀液或向镀液深处静止的速率慢了,阳极上就会积攒过多的正电荷, 阳极电位往正标的目的偏偏移而比均衡电极电位更正,发作阳极极化。 |