陰極(Cathode)是電化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。指的是得電子的極,也就是發(fā)生還原反應(yīng)的極。在原電池中,陰極是正極;電子由負(fù)極流向正極,電流由正極流向負(fù)極。溶液中的陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極。在電解池中陰極與電源的負(fù)極相連。陰極總是與陽(yáng)極( Anode )相對(duì)應(yīng)而存在的。
中文名稱 | 陰極 | 外文名稱 | cathode |
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作用? | 原電池/電解池中的一極 |
電解:使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩級(jí)引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。
電解池:借助氧化還原反應(yīng),將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,如電解飽和食鹽水。
陰極發(fā)生還原反應(yīng)
電子從外加電源的負(fù)極流出,流到電解池的陰極,再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。
陰極:與電源的負(fù)極相連。在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。當(dāng)溶液中存在多種陽(yáng)離子時(shí),按金屬活動(dòng)性順序,越不活潑的金屬,其陽(yáng)離子的氧化性越強(qiáng),越容易被還原。在水溶液中,鋁之前的金屬的陽(yáng)離子不可能被還原。
定義1:通過(guò)降低腐蝕電位獲得防蝕效果的電化學(xué)保護(hù)方法。應(yīng)用學(xué)科:船舶工程(一級(jí)學(xué)科);船舶腐蝕與防護(hù)(二級(jí)學(xué)科)
定義2:將被保護(hù)金屬作為陰極,施加外部電流進(jìn)行陰極極化,或用電化序低的易蝕金屬做犧牲陽(yáng)極,以減少或防止金屬腐蝕的方法。應(yīng)用學(xué)科:海洋科技(一級(jí)學(xué)科);海洋技術(shù)(二級(jí)學(xué)科);海水資源開(kāi)發(fā)技術(shù)(三級(jí)學(xué)科)
定義3:通過(guò)降低腐蝕電位而實(shí)現(xiàn)的電化學(xué)保護(hù)。應(yīng)用學(xué)科:機(jī)械工程(一級(jí)學(xué)科);腐蝕與保護(hù)(二級(jí)學(xué)科);電化學(xué)腐蝕(三級(jí)學(xué)科)
陰極保護(hù)技術(shù)是電化學(xué)保護(hù)技術(shù)的一種,其原理是向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面施加一個(gè)外加電流,被保護(hù)結(jié)構(gòu)物成為陰極,從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制,避免或減弱腐蝕的發(fā)生。
陰極原電池構(gòu)成
負(fù)極: 發(fā)生氧化反應(yīng)
電子由負(fù)極釋放,經(jīng)外電路沿導(dǎo)線流入正極,電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子移向正極,在其表面的電子被還原,形成一個(gè)閉合回路。
a.活潑性不同的金屬?;顫娦詮?qiáng)的金屬就是負(fù)極--鋅銅原電池,鋅作負(fù)極,銅作正極; b.金屬和非金屬(非金屬必須能導(dǎo)電),金屬是負(fù)極--鋅錳干電池,鋅作負(fù)極,石墨作正極;
c.金屬與化合物,金屬是負(fù)極--鉛蓄電池,鉛板作負(fù)極,二氧化鉛作正極;
d.惰性電極,實(shí)質(zhì)是氫為負(fù)極--氫氧燃料電池,電極均為鉑。
萬(wàn)用表檔位在直流2V檔,一端搭接參比電極,一端搭接管道,保護(hù)電位在-0.85v到-1.2V之間就是正常的。
陰極保護(hù)是一種用于防止金屬在電介質(zhì)(海水、淡水及土壤等介質(zhì))中腐蝕的電化學(xué)保護(hù)技術(shù),該技術(shù)的基本原理是對(duì)被保護(hù)的金屬表面施加一定的直流電流,使其產(chǎn)生陰極極化,當(dāng)金屬的電位負(fù)于某一電位值時(shí),腐蝕的陽(yáng)極溶...
陰極保護(hù)是一種用于防止金屬在電介質(zhì)(海水、淡水及土壤等介質(zhì))中腐蝕的電化學(xué)保護(hù)技術(shù),該技術(shù)的基本原理是對(duì)被保護(hù)的金屬表面施加一定的直流電流,使其產(chǎn)生陰極極化,當(dāng)金屬的電位負(fù)于某一電位值時(shí),腐蝕的陽(yáng)極溶...
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電解銅 銅的電解提純:將 粗銅(含銅 99 %)預(yù)先制成厚板作為陽(yáng)極, 純銅制成薄 片作陰極,以 硫酸 (H2SO4) 和硫酸銅 (CuSO4) 的混和液作為電解液。通電后 , 銅從陽(yáng)極溶解成銅離子 (Cu) 向陰極移動(dòng),到達(dá)陰極后獲得 電子而在陰極析出純 銅(亦稱電解銅)。粗銅中雜質(zhì)如比銅活潑的 鐵和鋅等會(huì)隨銅一起溶解為離子 (Zn 和 Fe)。由于這些離子與銅離子相比不易析出,所以電解時(shí)只要適當(dāng)調(diào)節(jié)電位 差即可避免這些離子在陽(yáng)極上析出。 比銅不活潑的雜質(zhì)如金和銀等沉積在電解槽 的底部。 這樣生產(chǎn)出來(lái)的銅板,稱為“電解銅”,質(zhì)量極高,可以用來(lái)制作電 氣產(chǎn)品。沉淀在電解槽底部的稱為“陽(yáng)極泥”,里面富含金銀,是十分貴重的, 取出再加工有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 467—1997 陰極銅 前 言 本標(biāo)準(zhǔn)是參照 ASTMB115-93《陰極銅》對(duì) GB467-82《電解
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As Sb Bi Fe Pb Sn Ni Zn S P 99.95% 0.0015 0.0015 0.0006 0.0025 0.002 0.001 0.002 0.002 0.0025 0.001 As Sb Bi Fe Pb Sn Ni Zn S P 99.9% 0.005 0.005 0.001 0.007 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 標(biāo)準(zhǔn)陰極成份含量 銅不小于 雜質(zhì)不大于 銅不小于 雜質(zhì)不大于 粗電積銅成份含量
陰極的材質(zhì)、聚集狀態(tài)和表面特性對(duì)陰極過(guò)程都會(huì)有影響。例如,本來(lái)不能通過(guò)水溶液電解提取的堿金屬、堿土金屬和稀土金屬,但在使用汞或汞齊液態(tài)陰極的情況下,一方面靠氫在汞陰極上的極高超電位,另一方面靠與汞形成汞齊,降低了其在陰極中的活度使金屬電位變得更正,而能有效地進(jìn)行陰極還原析出。
電解質(zhì)體系 有機(jī)溶劑電解質(zhì)體系因不存在氫的析出問(wèn)題,某些活潑金屬可以從這種電解質(zhì)體系中陰極還原析出。例如,可以自醚的溶液中電解鋁和鎂。
金屬配位離子陰極還原特點(diǎn) 金屬配位離子的陰極電還原過(guò)程需在更負(fù)的陰極極化還原電位下進(jìn)行。金屬的還原析出不是配位離子先離解出簡(jiǎn)單金屬離子,再由后者放電析出;而是配位離子在陰極上通過(guò)減少配位數(shù)或交換配位體轉(zhuǎn)化為“表面配合物”后直接放電析出的。電解金屬配位離子通常都能獲得細(xì)結(jié)晶的陰極沉積金屬。
影響因素 陰極過(guò)程受陰極的材質(zhì)和狀態(tài)特點(diǎn)的影響甚大,可以是金屬離子被還原成更低價(jià)態(tài)乃至被還原呈游離金屬析出,也可以是H 的放電呈氫氣析出。影響陰極過(guò)程的主要因素有超電位、陰極性狀和電解質(zhì)體系。
超電位金屬離子陰極還原的超電位一般都很小,而氫卻相當(dāng)大。氫由于在標(biāo)準(zhǔn)還原電位比其更負(fù)的某些較活潑金屬如鉛、錫、鋅等上面具有很高的活化超電位,使得其析出所需的極化還原電位變得比這些金屬的更負(fù)。結(jié)果,即使在酸性水溶液中電解,陰極過(guò)程基本上也不是H 離子的放電析出,而是這些金屬離子在陰極上進(jìn)行被還原成游離金屬的電結(jié)晶過(guò)程 。
利用電化學(xué)阻抗(Els)技術(shù)研究了N80鋼在不同介質(zhì)條件下CO2腐蝕過(guò)程中可能存在的陰極反應(yīng)及其反應(yīng)速度。結(jié)果表明,N80鋼在CO2腐蝕環(huán)境下存在H 和H2O以及H2CO3,HCO3-的還原反應(yīng)、但在不同條件下各個(gè)還原反應(yīng)的速度并不相同 。在酸性的飽和CO2溶液中,H 的還原控制著陰極反應(yīng)速度,HCO3-和H2CO3的還原反應(yīng)速度較??;在中性的飽和CO2溶液中,陰極過(guò)程以HCO3-和H2CO3的還原為主,H 的還原反應(yīng)速度比較微弱;在堿性的NaHCO3溶液通入CO2后,HCO3-的還原控制著陰極反應(yīng)速度。在以上條件下,H2O的還原速度比較微弱,還不會(huì)對(duì)陰極交換電流產(chǎn)生影響。