1. 氢超电势的测定中三个电极的作用是什么
标准电极电势需要控制在标准条件下(即1bar的气压,298K的温度,溶质为1mol/L),在实际使用中,很难控制到如此严苛的条件,因此需要使用能斯特方程计算出实际条件下的条件电势。 为了获得各种电极的电极电势数值,通常以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势, 而确定各种不同电极的相对电极电势E值。1953年国际纯粹化学与应用化学联合会(IUPAC)的建议,采用标准氢电极作为标准电极,并人为地规定标准氢电极的电极电势为零。
2. 在氢超电势的测定中
塔菲尔(Tafel)1905年在研究氢超电势时,发现在一定范围内,超电势(η)与电流密度(i)有如下关系: η=a+b*log|i|。
此式称为塔菲尔公式,a、b称为塔菲尔常数,它们决定于电极材料、电极表面状态、温度和溶液组成等。测定a、b值是研究电极反应动力学的一种重要途径,也是电解工业推算槽电压与电极电流密度关系的依据之一。该公式适用于电流密度较高的区域。在i非常小时,此式不适用。在i很小、超电势也很小(η<±0.03伏)时,超电势与电流密度呈线性关系,即η=ki。k为比例常数。
3. 介绍氢标电极电势的含义
条件电势,又称条件电位,是用以描述在特定条件下
条件电势又称条件电位,是在特定条件下,氧化态与还原态的分析浓度都是1摩尔每升,并且校正了各种外界因素而得到了的实际电势,它反映了离子强度与各种副反应影响下,电对诸物种的实际氧化还原能力。
推导
对于某一电对(
/
),其电极电势的能斯特方程为
其中
代表电对中的高价态氧化型物种,
代表电对中的低价态还原型物种,
为该电对的标准电极电势,
为气体摩尔常数,
为电子转移数,
为法拉第常数,
为热力学温度,
代表物种的平衡浓度。
例如,在水溶液中,对于电对
, 其电极反应为
,其能斯特方程为
通常便于得到的是氧化态/还原态物种的分析浓度,而不是游离态物种的平衡浓度,而使用分析浓度
、
时,必须考虑各种副反应的影响,例如酸效应、沉淀反应、配位反应、离子强度等,对于物种的氧化还原性的影响。
假设某电对的电极反应为
,则它的电极电势为
实际应用中,由于离子强度等因素的影响,即便是平衡浓度也不足以描述粒子的氧化还原能力。因此,常采用其有效浓度——活度,用α表示。代入原式得
引入活度系数和游离态物种的平衡浓度可知
由于副反应的存在,副反应系数
其中角标’表示未参与氧化还原反应的氧化型/还原型物种总浓度。
4. 氢超电势实验所测的是哪一部分超电势
实际的电极反应在进行的时候,会发生阴极电位比理论值低,阳极电位比理论值高的情况,叫做过电位.如果阴极析出的是氢气,就叫析氢过电位,析氧过电位也一样. 过电位是由于电极的极化而产生的,就是说实际的电极反应已经偏离了理想的电极反应.析氢过电位(一定程度上)可以用塔菲尔常数衡量,塔菲尔常数越大,过电位越大.常见金属塔菲尔常数较大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等。
5. 电极的超电势是由哪三部分组成
[电极极化]electrodepolarization; 电子导体与围岩中溶液或熔盐接触时,会形成电偶层,产生电位跳跃,这个电位跳跃便称为电子导体与溶液接触时的电极电位。当有外电场作用时,相对平衡的电极电位数值将发生变化。通常把在—定电流密度作用下的电极电位与相对平衡的电极电位的差值,称为电极极化。常见的有电化学极化、浓差极化等。由电极极化作用引起的电动势叫做超电压。 电极的极化产生过电位,阳极产生阳极过电位,阴极产生阴极过电位,简单来说就是阳极的电位上升,阴极的电位下降。
6. 氢超电势的测定中三个电极的作用是什么意思
三电极电池的优点:
比普通电池具有更高的能量密度和更好的循环性能。目前,随着配方的不断改进和结构的改进,电池的标称电压已达到3.7V。
Lini1/3co1/3mn1/3o2负极材料为单一的a-nafeo2型层状岩盐结构,结构为类似于LiCoO2的六边形体系,空间点团为R3m。锂离子在岩盐结构中占据3a位置(111),过渡金属离子占据3b位置,氧离子占据6c位置。每个过渡金属原子周围有6个氧原子,形成MO6八面体结构,而锂离子则嵌在过渡金属原子与氧原子形成的ni1/3co1/3mn1/3o层中。因为二价镍的半径(0.069nm)和锂的半径(0.076nm),当(012)和(018)/(110)峰明显分裂时,层状结构明显,材料的电化学性能良好。