分解電壓的測定

解電壓的測院校：貴州師范學(xué)院院系：化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)班級：2013級應(yīng)用化學(xué)班姓名：夏守紅學(xué)號：1308070540017指導(dǎo)教師：周進(jìn)康分解電壓的測定摘要：分解電壓是探索電極過程機(jī)理和實際電解過程中電位控制的重要依據(jù)。用線性掃描伏安法測得氫氧化鈉的電解質(zhì)溶液中插入鉑電極進(jìn)行的電解，即電池反應(yīng)的結(jié)果是使水分解。熱力學(xué)分析表明實測分解電壓與理論分解電壓相差較大的主要原因是陽極上的去極化作用。關(guān)鍵詞：分解電壓；氫氧化鈉；線性掃描伏安法前言：物質(zhì)的分解電壓是指進(jìn)行長時間電解并析出電解產(chǎn)物所需的外加最小電壓。分解電壓不僅為探索電極過程機(jī)理提供依據(jù)，在生產(chǎn)中還可以利用對分解電壓或反電動勢的測定來控制電解過程。因此，分解電壓研究具有非常重要的理論及實際意義。本實驗在1mol/dm-3NaOH水溶液中插入兩個鉑電極，連接分解電壓測量裝置，逐漸增加電壓進(jìn)行電解，記錄相應(yīng)的電流值。從實驗數(shù)據(jù)可見，當(dāng)電壓增加到某一數(shù)值時，電流突然直線上升，電極上有氣泡逸出。為使電解不斷進(jìn)行而必須外加的最小電壓值，稱為電解質(zhì)在該條件下的分解電壓，用E分解表示。作I-V曲線，可求得E分解。以期為工藝實驗和實際生產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。、實驗?zāi)康募耙?.了解分解電壓的概念，掌握測量分解電壓的實驗方法；了解分解電壓與電極材料的關(guān)系。二、 實驗基本原理當(dāng)直流電通過電解質(zhì)溶液時，在溶液內(nèi)部，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，并在電極上進(jìn)行放電，陽離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。在H2SQ電解質(zhì)溶液中，插入鉑電極通電進(jìn)行電解，有如下電極反應(yīng)：陰極 2H2O+2e>H2(g,101325Pa)+2OH陽極 2OH-1/2O(g,101325Pa)+2e電池反應(yīng)為： 2H2AH2(g,101325Pa)+1/2O101325Pa)即電池反應(yīng)的結(jié)果是使水分解。本實驗在1mol-1dm-3NaOH水溶液中插入兩個鉑電極，連接分解電壓測量裝置，逐漸增加電壓進(jìn)行電解，記錄相應(yīng)的電流值。從實驗數(shù)據(jù)可見，當(dāng)電壓增加到某一數(shù)值時，電流突然直線上升，電極上有氣泡逸出。為使電解不斷進(jìn)行而必須外加的最小電壓值，稱為電解質(zhì)在該條件下的分解電壓，用E分解表示。作I-V曲線，可求得E分解。三、 儀器試劑儀器：毫安表、電壓表各一個，接線板一付(含滑線電阻器一個)。直流穩(wěn)壓電源一臺或甲電池一對；試劑：蒸餾；1mol-1dm-3NaOH溶液。四、 實驗步驟電極清洗干凈后，將兩支鉑電極分別插入已裝電解質(zhì)溶液的“H'型電解池直至浸沒。按照要求正確連接線路后，應(yīng)使滑線電阻的滑動點放在輸出的最低處。緩慢移動電阻器，使電壓以0.2V間隔增加，并記下相應(yīng)的電流值。到1V時，以0.5V間隔增加電壓。至傀壓為5.0V可終止實驗。記錄實驗數(shù)據(jù)時，應(yīng)在電壓表、電流表均穩(wěn)定時讀取數(shù)據(jù)。注意事項1.正確連接線路，防止短路；2.電源輸出不宜太高，一般小于5V。數(shù)據(jù)處理1.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作i-v曲線，從曲線上找出電流直線上升段，將此直線作延長線與電壓軸的交點即為所求分解電壓。圖形顯示5呈程，irE：9xovEL*/iei/viil已§ O通和。心2遇宦3mmil5皿二一AL.rUDE3十一5JOOE-察吃f雅號安＞；切6S；Q*%速率《”技ILLC,罪憚男聿;時:2UU朗很④：33,00氫氧化鈉的電流-電位圖2.將H2SO4"NaOH電解質(zhì)水溶液的實驗結(jié)果與理論值比較， 并加以討論。七、創(chuàng)新啟示1.隨著電解的進(jìn)行，系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)增加237.18KJ?mol-1（250C,101325Pa），由公式一^G=ZFE理論，此時Z=2,則所需的最小電壓（可逆條件下）為理論分解電壓為1.23V。實際上電解時，電極的平衡狀態(tài)已破壞，成為不可逆電極，實際電解所需的電壓比理論電壓要大。分解電壓超過原電池之可逆電動勢的部分稱為超電勢。超電勢包含三部分：一是電極和電解質(zhì)溶液產(chǎn)生的電阻消耗的一部分電壓（IR），稱為電阻超電勢；二是由濃差極化引起的濃差超電勢E濃差；三是電化學(xué)極化引起的活化超電勢n。因此