1. 什麼是超電勢
超電勢指的是一個電極反應偏離平衡時的電極電位與這個電極反應的平衡電位的差值,無電流通過(平衡狀態下)和有電流通過之電位差值。
在電化學中,超電勢是半反應的熱力學確定的還原電位與實驗觀察到的氧化還原反應的電位之間的電位差(電壓)。該術語與電池的電壓效率直接相關。
每種情況下,多餘的能量都會作為熱量流失。過電位的數量是特定於每個單元設計的,並且在單元和操作條件之間變化,即使對於相同的反應。過電位通過測量實現給定電流密度(通常小)的電位來實驗確定。
超電勢的種類
1、遷越超電勢
電荷遷越電極金屬-溶液相界面所需的超電勢;
2、擴散超電勢
由於電活性物種擴散速率較慢,使電極界面的濃度與溶液本體的濃度有差別而引起的超電勢;
3、反應超電勢
由於電極界面伴隨的化學反應速率緩慢,使活性物種在電極界面的濃度與溶液本體濃度有差別而產生的超電勢。
2. 怎樣測量電位的析氫過電位是調整電壓看電極上有沒有氣泡還有金屬理論的析氫最小電壓是多少然後
就是說,實際的電極反應在進行的時候,會發生陰極電位比理論值低,陽極電位比理論值高的情況,這就叫做過電位.如果陰極析出的是氫氣,就叫析氫過電位,析氧過電位也一樣.過電位是由於電極的極化而產生的,就是說實際的電極反應已經偏離了理想的電極反應.
析氫過電位(一定程度上)可以用塔菲爾常數衡量,塔菲爾常數越大,過電位越大.常見金屬塔菲爾常數較大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等.
詳細的東西我分兩部分講。
A.電化學有一個很有名的方程叫Nernst(能斯特)方程,大意是電極的電位與電極周圍的離子濃度有關,氧化形式的離子濃度越高,或還原形式的離子濃度越低,則電極的電位就越高,反之亦然。
B.實際的電極在工作過程中,會發生偏離理想電極模型的情況,這就叫極化。電極的極化有兩種:
1.濃差極化。由於實際電極反應要消耗附近的溶液的溶質(這是理想電極不考慮的),造成濃度下降,而溶液的濃度擴散不及時,導致電極周圍溶液濃度下降。對析氫電極(陰極),是氧化態濃度下降;對析氧電極(陽極),是還原態濃度下降。於是由Nernst方程,析氫電位會下降,而析氧電位會上升。
2.活化極化。由於電極反應並不是如理想中的那樣迅速,所以當電位達到理論電位,電極反應的速率卻仍然很慢。要使速率達到可觀的水平,必須升高電位,這就叫活化過電位,而這種效果在氣體的析出上非常明顯。塔菲爾(Tafel)認為活化過電位η與電流密度i有η=a+blgi的關系,其中a,b叫塔菲爾系數。不同金屬的b值相差不大而a相差明顯,因此常以a作為活化過電位大小的判據。
由於過電位的存在,因此在實際的電解操作中,要把這些問題也考慮進去。比如電解水,理論上O2/H2O的電位是1.23V,但實際上一般需要達到1.36V左右,這就是O2的析出存在活化過電位的結果。
3. 什麼是超電勢
在許多電化學反應中,電極上有電流通過時所表現的電極電勢(I)跟可逆電極電勢(r)之間偏差的大小(絕對值),叫做超電勢(曾用名過電勢),記作η,即η=|r-I|
可逆電極電勢(r)指在可逆地發生電極反應(如在充電和放電時)時電極具有的電勢。但是電化學反應中(如電解操作),當電流通過電極時,發生的必然是不可逆電極反應。產生偏差的原因主要是由於電池內阻R引起的電勢降(IR)和不可逆條件下兩個電極的極化。發生電極極化的主要原因有兩種:(1)濃差極化 當有電流通過電極時,因離子擴散遲緩而導致電極表面附近的離子濃度跟本體溶液中的不同,使I和r發生偏差。這部分偏差叫濃差超電勢。將溶液強烈攪拌或升高溫度,加快離子擴散,可以減小濃差超電勢。(2)活化極化 當有電流通過時,由於電化學反應進行的遲緩性造成電極帶電程度跟可逆情況時不同,導致I偏離r的現象。這部分偏差叫活化超電勢。一般金屬離子在陰極上被還原時,活化超電勢數值都比較小。但有氣體析出時,例如陰極析出H2,陽極析出O2和Cl2時,數值就較大。
超電勢跟通過電極的電流密度(i)有關。對電池來說,i越大,電池放電的不可逆程度越高,電池的端電壓越小,所能獲得電功也越少。對電解池來說,i越大,電解池放電的不可逆程度越高,兩極上所需外加電壓越大,所消耗掉的電功也越大。
4. 怎樣測過電位
過電位不是測導體的,,是電極反應上的一個參數.即電極反應的電位超出標准電位的差值.屬於電化學這一塊,你可以問下電化學的同行
相對於開路電位,然後掃描大於120毫伏范圍即可。
塔菲爾極化個公式,他的應用測試范圍是要電極處於強極化區域,經過理論計算在25度時極化電位大概是125mv。只有大於這個范圍才會處於線性極化區域。
6. 超電勢的介紹
在許多電化學反應中,電極上有電流通過時所表現的電極電勢(I)跟可逆電極電勢(r)之間偏差的大小(絕對值),叫做超電勢(曾用名過電勢),記作η,即η=|r-I|
7. 過電位的解釋
測量的過電位代表為了維持電極反應速率(電流密度)所需要的額外能量,此能量會轉成熱能。
結果,陽極運作電位永遠高於平衡狀態下的電位;陰極運作電位永遠低於平衡狀態下的電位。
過電位隨著電流密度升高而提高。
8. 用三電極法測超電勢時,參比電極C和電位計的連接法是
3,電極測法超電時參加比電極的C和電位計的這個連接法,好像來說有相關的一個說明,通過學習就能夠知道了。