電解:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩級引起氧化還原反應(yīng)的過程。
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,再從陽極流回電源正極。
陰極:與電源的負(fù)極相連。在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)的是溶液中的陽離子。當(dāng)溶液中存在多種陽離子時,按金屬活動性順序,越不活潑的金屬,其陽離子的氧化性越強,越容易被還原。在水溶液中,鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原。
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)溶液中的陽離子移向正極,在其表面的電子被還原,形成一個閉合回路。
a.活潑性不同的金屬。活潑性強的金屬就是負(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,實質(zhì)是氫為負(fù)極--氫氧燃料電池,電極均為鉑。
定義1:通過降低腐蝕電位獲得防蝕效果的電化學(xué)保護方法。應(yīng)用學(xué)科:船舶工程(一級學(xué)科);船舶腐蝕與防護(二級學(xué)科)
定義2:將被保護金屬作為陰極,施加外部電流進行陰極極化,或用電化序低的易蝕金屬做犧牲陽極,以減少或防止金屬腐蝕的方法。應(yīng)用學(xué)科:海洋科技(一級學(xué)科);海洋技術(shù)(二級學(xué)科);海水資源開發(fā)技術(shù)(三級學(xué)科)
定義3:通過降低腐蝕電位而實現(xiàn)的電化學(xué)保護。應(yīng)用學(xué)科:機械工程(一級學(xué)科);腐蝕與保護(二級學(xué)科);電化學(xué)腐蝕(三級學(xué)科)
陰極保護技術(shù)是電化學(xué)保護技術(shù)的一種,其原理是向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面施加一個外加電流,被保護結(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。
電解池,陰極是得到電子一級,發(fā)生Cu2++2e=Cu,Cu鍍在Fe上,陽極是失去電子一級,Cu做陽極發(fā)生Cu-2e=Cu2+
一、電解池電解池的主要應(yīng)用用于工業(yè)制純度高的金屬,是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一個裝置(構(gòu)成:外加電源,電解質(zhì)溶液,陰陽電極)。二、電解池中電極的放電順序陰極:陽離子放電,得電子能力強先放電Ag+>Hg2+...
一般是惰性電極,例如石墨,鉑等,還有一些特殊的還要根據(jù)電極反應(yīng)來確定電極材料。
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評分: 4.5
目前固體聚合物電解質(zhì)(SPE)水電解池的膜電極催化層中各組分的配比普遍以全氟磺酸樹脂(Nafion)與催化劑的質(zhì)量百分比來表征,但是由于催化劑的堆密度不同,對于不同的催化劑如果沿用相同的質(zhì)量配比會造成催化層中Nafion含量的失調(diào),影響電極的質(zhì)子與電子傳導(dǎo)能力。研究了以Nafion與催化劑的體積比來表征電極催化層的組分配比和結(jié)構(gòu),并利用交流阻抗、循環(huán)伏安、極化曲線等電化學(xué)測試方法,對其體積比進行了最優(yōu)化研究。結(jié)果表明,Nafion與陽極催化劑(Pt黑與IrO2混合物)的體積比1∶10時水電解的性能最佳。
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評分: 4.8
本文通過工程實例,介紹電解池組的陰陽兩極采用大型銅母排組合焊接的制作施工技術(shù),并對施工制作過程中銅材變形與溫度等的有關(guān)特性參數(shù)的控制進行探討。
陰極的材質(zhì)、聚集狀態(tài)和表面特性對陰極過程都會有影響。例如,本來不能通過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,而能有效地進行陰極還原析出。
電解質(zhì)體系 有機溶劑電解質(zhì)體系因不存在氫的析出問題,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 金屬配位離子的陰極電還原過程需在更負(fù)的陰極極化還原電位下進行。金屬的還原析出不是配位離子先離解出簡單金屬離子,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 陰極過程受陰極的材質(zhì)和狀態(tài)特點的影響甚大,可以是金屬離子被還原成更低價態(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行被還原成游離金屬的電結(jié)晶過程 。
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)速度較小;在中性的飽和CO2溶液中,陰極過程以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,還不會對陰極交換電流產(chǎn)生影響。