Поляризация относится к явлению, когда предметы поляризованы при определенных условиях, вызывая отклонение их свойств от исходного состояния. Конечно, поляризация электрода возникает между двумя электродами (то есть положительным и отрицательным электродами или анодом и катодом) электролитического элемента или батареи. Позвольте положительному заряду накапливаться вокруг одного электрода или восстановить способность непрерывно терять электроны; в то же время позвольте отрицательному заряду накапливаться вокруг другого электрода или восстановить способность продолжать принимать электроны.
1. Понятие о поляризации электрода.
В необратимых условиях, когда через электрод протекает ток, происходит необратимая электродная реакция. В это время потенциал электрода отличается от потенциала обратимого электрода. Явление, когда потенциал электрода и потенциал обратимого электрода отклоняются, когда на электрод подается ток, называется поляризацией электрода. Характеристики поляризации электрода: катодный потенциал более отрицательный, чем равновесный потенциал (катодная поляризация), а анодный потенциал более положительный, чем равновесный потенциал (анодная поляризация).
В случае реверсивной батареи вся батарея находится в состоянии электрохимического равновесия, и два электрода также находятся в равновесии соответственно. Потенциал электрода определяется уравнением Нернста, которое представляет собой сбалансированный потенциал электрода. В это время ток через электрод равен нулю, то есть скорость электродной реакции равна нулю. Если через электрод пропускают ненулевой ток, потенциал электрода должен отклоняться от значения равновесного потенциала электрода. Это явление называется поляризацией электрода.
Поляризация электрода (поляризация электрода) Когда Электронный Если проводник контактирует с раствором в окружающей породе, он образует двойной гальванический слой, что приводит к скачку потенциала. Этот скачок потенциала называется потенциалом электрода, когда электронный проводник контактирует с раствором. При наличии внешнего электрического поля значение относительно сбалансированного потенциала электрода изменится. Обычно разница между потенциалом электрода под действием постоянной плотности тока и относительно сбалансированным потенциалом электрода называется поляризацией электрода. Распространенными являются электрохимическая поляризация, концентрационная поляризация и т. Д. Электродвижущая сила, вызванная поляризацией электрода, называется перенапряжением.
2. Причины поляризации электродов
Причина поляризации электрода: при наличии внешнего электрического поля значение относительно сбалансированного потенциала электрода изменится, что приведет к появлению поляризации электрода.
1. При наличии внешнего электрического поля значение относительно сбалансированного потенциала электрода изменится. Обычно отклонение потенциала электрода при определенной плотности тока от относительно сбалансированного потенциала электрода называется поляризацией электрода. Распространенными являются электрохимическая поляризация (активационная поляризация), концентрационная поляризация и т. Д. Электродвижущая сила, вызванная поляризацией электрода, называется перенапряжением.
2. Поляризацию электродов можно разделить на поляризацию концентрации и химическую поляризацию.
Когда ток проходит через батарею или электролитическую ячейку, если весь электродный процесс контролируется диффузией и конвекцией электролита, концентрация электролита около двух полюсов отличается от основной массы раствора, вызывая электродный потенциал анода. и катод для отклонения от равновесного электродного потенциала. Это явление называется «концентрационной поляризацией». Устранить его можно, интенсивно перемешивая раствор. Химическая поляризация связана с энергией активации реакции и не может быть устранена.
3. Результат поляризации электрода.
Электрод в случае обратимости имеет на электроде определенную степень электризации и устанавливает соответствующий электродный потенциал jr. При протекании тока через электрод, если электродная реакция на границе раздела электрод-раствор протекает недостаточно быстро, что приводит к изменению степени заряженности электрода, потенциал электрода также может отклоняться от jr.
В качестве примера возьмем электрод (Pt)H2(g)|H. Когда возникает эффект восстановления катода, поскольку скорость изменения H в H2 недостаточно высока, электроны, достигающие катода, не могут быть поглощены вовремя при прохождении тока, что делает электрод более обратимым. В этом случае отрицательного электричества больше, так что потенциал электрода становится ниже jr.
Этот более низкий потенциал может способствовать активации реагента, то есть ускорить превращение H в H2. Когда (Pt)H2(g)|H используется в качестве анода для окисления, поскольку скорость изменения H2 в H недостаточно высока, недостаток электронов на электроде из-за прохождения тока является более серьезным, чем в обратимая ситуация, в результате чего электрод становится более положительным зарядом, поэтому потенциал электрода становится выше, чем jr.
Этот более высокий потенциал способствует активации реагентов и ускорению превращения H2 в H. Распространив это на все электроды, можно получить вывод универсального значения: при прохождении тока из-за медленности В электрохимической реакции степень зарядки электрода иная, чем в обратимой ситуации, что приводит к явлению отклонения потенциала электрода от jr, которое называется «активационной поляризацией» или «электрохимической поляризацией».
Когда электрод активирован и поляризован, как при концентрационной поляризации, катодный потенциал всегда становится ниже jr, а анодный потенциал всегда становится выше jr. Абсолютная величина разности электродных потенциалов jI и jr, вызванная активационной поляризацией, называется «активационным перенапряжением». Величина активационного перенапряжения является мерой активационной поляризации электрода.
