更新時(shí)間:2017-01-17
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因?yàn)榫哂醒趸€原活性的離子在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)取決于很多因素:濃度,電解液,電極材料等等。
1) 濃度對(duì)氧化還原電位的影響可以參照能斯特方程。
2) 電解液的影響會(huì)復(fù)雜一些,但主要可以分為電解液中除具有氧化還原活性的離子之外是否還有其他支持電解質(zhì)。對(duì)這個(gè)問題來說就是溶液中只有氫離子和重鉻酸根呢還是有其他離子,比如鉀離子,氯離子?鉀離子,氯離子在這里就可以作為支持電解質(zhì),如果支持電解質(zhì)濃度比較高的話,電場(靜電力)對(duì)電活性物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)影響就會(huì)小很多(物質(zhì)傳遞中遷移項(xiàng)可以忽略)。
3) 電極材料對(duì)氧化還原反應(yīng)影響也是不能忽略的,很重要的一個(gè)例子便是鉑電極還原氫離子的過電位很小(很接近標(biāo)準(zhǔn)電位),而氫離子在汞電極上還原過電位就很大。這其中又會(huì)涉及雙電層、吸附等相關(guān)因素。
而且以上還只是基于電化學(xué)基礎(chǔ)理論作出的一些討論,從實(shí)驗(yàn)方面來講,復(fù)雜度就更高了。含有重鉻酸根的溶液在電化學(xué)還原時(shí)可能會(huì)在在陰極表面出現(xiàn)一層由三價(jià)鉻形成的非常薄的膜(取決于溶液pH,不知道題主所說的“有大量氫離子的溶液”pH是多少。)這層膜會(huì)阻礙重鉻酸根靠近陰極繼續(xù)反應(yīng)。但不會(huì)影響氫離子的通過。所以此時(shí)如果繼續(xù)還原,不會(huì)繼續(xù)得到三價(jià)鉻,只能得到氫氣。
綜上所述,密封電解池不能僅僅通過氧化(還原)性的強(qiáng)弱來判斷電化學(xué)反應(yīng)的順序。
電池是電勢不同的電極之間形成電動(dòng)勢:電極反應(yīng) → 電極電勢 → [if φ1≠φ2 → 電池電動(dòng)勢]
電解是外加電壓超過電池的電動(dòng)勢之后,外加電場做功,離子定向運(yùn)動(dòng),讓本已達(dá)到限度的電極反應(yīng)逆向發(fā)生: 電解電壓 → [if U>E → (逆向電池的)電極反應(yīng)]
——按照電中性原則,無論電池還是電解,兩個(gè)電極必須分別進(jìn)行氧化/還原反應(yīng);另外由于電場主導(dǎo)的成因,電解時(shí)非離子不會(huì)定向運(yùn)動(dòng),離子不會(huì)逆著靜電力運(yùn)動(dòng)。在題主舉的例子中,重鉻酸根會(huì)向陽極定向移動(dòng),在陽極不可能被還原,是否會(huì)被氧化則需要具體比較重鉻酸根氧化反應(yīng)和氫氧根氧化反應(yīng)的電極電勢。
密封電解池具體要怎么通過電極電勢確定優(yōu)先性呢?電池由于是自發(fā)反應(yīng),優(yōu)行使電動(dòng)勢zui大化的電極反應(yīng)組合,正極更正,負(fù)極更負(fù);而電解是克服電動(dòng)勢進(jìn)行的反應(yīng),優(yōu)行使『假想電池』電動(dòng)勢盡可能小的電極反應(yīng)組合,陰極更正,陽極更負(fù)。
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