第三章电化学腐蚀的倾向 腐蚀热力学问题 1I电极电位 电极系统 金属材料和周围电解质溶液组成的系统。 电极反应 在电极系统中,伴随着两类导体相之间 的电荷转移而在两相的界面上发生的 化学反应
第三章 电化学腐蚀的倾向 ——腐蚀热力学问题 1电极电位 • 电极系统 金属材料和周围电解质溶液组成的系统。 • 电极反应 在电极系统中，伴随着两类导体相之间 的电荷转移，而在两相的界面上发生的 化学反应
常见的电极反应类型 第。类金属的电极反应 Zn=Zn++2e 2第二类金属的电极反应 Ag+Cl=Agcl+e 3气体电极反应 2H*+e=H,(Pt) 4氧化还原电极反应 Fe2+=Fe3++e
常见的电极反应类型 1 第一类金属的电极反应 Zn＝Zn2++2e 2 第二类金属的电极反应 Ag+Cl-=AgCl+e 3 气体电极反应 2H++e=H2 (Pt) 4 氧化还原电极反应 Fe2+=Fe3++e
金属电极反应的特点: 第一类金属的电极反应,金属材料不仅是电极 反应进行的场所,而里是电极反应的参与者 体电极反应和氧化还原电极反应中,虽然金 属材料不参与反应,仅作为反应场所和电子载 体,但金属材料对电极反应仍可能有很大影响。 金属电极反应十分重要,因为它是腐蚀电池的 阳极反应。第类金属电极反应,即金属失去 电子转变为可溶性离子的反应是最基本的阳极 反应。第二类金属电极反应也是腐蚀电池中常 见的一类阳极反应
金属电极反应的特点 ： • 第一类金属的电极反应，金属材料不仅是电极 反应进行的场所，而且是电极反应的参与者。 气体电极反应和氧化还原电极反应中，虽然金 属材料不参与反应，仅作为反应场所和电子载 体，但金属材料对电极反应仍可能有很大影响。 • 金属电极反应十分重要，因为它是腐蚀电池的 阳极反应。第一类金属电极反应，即金属失去 电子转变为可溶性离子的反应是最基本的阳极 反应。第二类金属电极反应也是腐蚀电池中常 见的一类阳极反应
第二类金属电极反应又是一些常用参考 电极的电极反应。前面所举例子为氯化 银电极的电极反应。再如甘汞电极的电 极反应 2Hg+ 2CI=Hg, cl+ 2e 气体电极反应和氧化还原电极反应都可 能作为腐蚀电池的阴极反应,其中以氢 电极反应和氧电极反应最为普遍 氢电极反应构成了最基本的参考电极: 标准氢电极
• 第二类金属电极反应又是一些常用参考 电极的电极反应。前面所举例子为氯化 银电极的电极反应。再如甘汞电极的电 极反应 2Hg + 2Cl-= Hg2Cl2 + 2e • 气体电极反应和氧化还原电极反应都可 能作为腐蚀电池的阴极反应，其中以氢 电极反应和氧电极反应最为普遍。 • 氢电极反应构成了最基本的参考电极： 标准氢电极
电极电位 双电层 由于金属和溶液的内电位不同,在电极系 统的金属相和溶液相之间存在电位差,因 此,两相之间有三个相界区,叫做双电层 电极系统中发生电极反应,两相之间有电 荷转移,是形成双电层的个重要原因。 例如:Zn/zn2+CuCr2
电极电位 • 双电层 由于金属和溶液的内电位不同，在电极系 统的金属相和溶液相之间存在电位差，因 此，两相之间有一个相界区，叫做双电层 *电极系统中发生电极反应，两相之间有电 荷转移，是形成双电层的一个重要原因。 例如：Zn/Zn2+ ,Cu/Cu2+
紧密双电层模型:图31 实际上,考虑到粒子热运动和离子浓度 差造成的扩散,在紧密层外侧还有一个 分散层,即双电层由紧密层和分散层两 个部分组成 由于双电层厚度很小(大致等于金属表面 与水化离子中心的距离),故双电层内电 场强度是很大的,因而对电极反应必然 生很大的影晌
紧密双电层模型：图3.1 • 实际上，考虑到粒子热运动和离子浓度 差造成的扩散，在紧密层外侧还有一个 分散层，即双电层由紧密层和分散层两 个部分组成。 • 由于双电层厚度很小(大致等于金属表面 与水化离子中心的距离)，故双电层内电 场强度是很大的，因而对电极反应必然 产生很大的影响
电极电位 金属和溶液两相之间的电位差叫做电极系统的电 极电位,简称电位,记为0 电位的绝对值p是无法测量的。因为q是两相的 内电位之差,而内电位是不能测量的。 电极电位的相对值是可以进行测量的。选取一定 结构的电极系统,要求其电位恒定,作为测量电 位时的比较标准,就可以测量一个电极系统相对 于选定电极系统的电位。这种选作比较标准的电 极系统叫做参考电极。=9指测二参考 电极电位的相对值记为E
电极电位 • 金属和溶液两相之间的电位差叫做电极系统的电 极电位，简称电位，记为。 • 电位的绝对值 是无法测量的。因为 是两相的 内电位之差，而内电位是不能测量的。 • 电极电位的相对值是可以进行测量的。选取一定 结构的电极系统，要求其电位恒定，作为测量电 位时的比较标准，就可以测量一个电极系统相对 于选定电极系统的电位。这种选作比较标准的电 极系统叫做参考电极。V = 待测 - 参考 • 电极电位的相对值记为E
高阻电压表 蓝桥 H2 表面镀 铂 铂黑 KCL溶液 HC 待测电极 测量电极电位的原理电路 参比电极(SHE 使用高阻电压表的目的是保证测量回路中电流极小 不盐桥作用是消除液接电位差,防止溶液污染
高阻电压表 蓝桥 KCL溶液 HCl 铂 片 表面镀 铂黑 H2 （PH2=lam） 参比电极（SHE） 待测电极 测量电极电位的原理电路 使用高阻电压表的目的是保证测量回路中电流极小， 盐桥作用是消除液接电位差，防止溶液污染。 H2
标准氢电极SHF) 标准氢电极的电极反应为 (Pt)H,=2H++2e, 规定标准氢电极的电位为零。以标准氢电极为参 考电极测出的电位值称为氢标电位,记为E(vs SHE SHE是最基准的参考电板,但使用不方便,实验 室中常用的参考电极有:饱和甘汞电位(记为 SCE),银氯化银电极等 用不同参考电极测量的电位相对值是不同的 故需注明所用参考电极。如不注明,则表示参考 电极是SHE
标准氢电极(SHE) • 标准氢电极的电极反应为 (Pt) H2 = 2H+ + 2e *规定标准氢电极的电位为零。以标准氢电极为参 考电极测出的电位值称为氢标电位，记为E(vs SHE) 。 • SHE是最基准的参考电极，但使用不方便，实验 室中常用的参考电极有：饱和甘汞电位(记为 SCE) ，银-氯化银电极等。 **用不同参考电极测量的电位相对值是不同的， 故需注明所用参考电极。如不注明，则表示参考 电极是SHE
平衡电位和 Nemst公式 平衡电位 当电极反应达到平衡时,电极系统的电位 称为平衡电位,亦称可逆电位,记为E 平衡电位总是和电极反应联系在一起。当 电极系统处于平衡电位时,电极反应的 正方向速度和逆方向速度相等,净反应 速度为零。在两相之间物质的迁移和电 荷的迁移都是平衡的
平衡电位和Nemst公式 • 平衡电位 当电极反应达到平衡时，电极系统的电位 称为平衡电位，亦称可逆电位，记为Ee *平衡电位总是和电极反应联系在一起。当 电极系统处于平衡电位时，电极反应的 正方向速度和逆方向速度相等，净反应 速度为零。在两相之间物质的迁移和电 荷的迁移都是平衡的