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【討論】一個(gè)令我迷茫的電化學(xué)問題 已有10人參與
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我的問題是： 我們進(jìn)行電解氯化鈉溶液實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果外加的電解電壓比較小，比如0.5 V，按 照歐姆定律，由于氯化鈉溶液是導(dǎo)體，則該電化學(xué)回路肯定有電流流過，我們也知 道，電化學(xué)回路有電流流過，必然有電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，而電化學(xué)反應(yīng)就集中在電極 界面上（電極反應(yīng)）。另外，我們還知道，電極反應(yīng)的發(fā)生，對于電極電位還有一 定的要求，即電極電位要達(dá)到電解液中活性物質(zhì)的氧化還原電位，才可能發(fā)生電化 學(xué)反應(yīng)，而在氯化鈉溶液中，只存在氫、氫氧根、氯和鈉離子，這些離子在0.5 V的 外加電壓下，是不會發(fā)生電解水的電化學(xué)反應(yīng)的，亦即電路中是不會有電流流過 的。這不是和歐姆定律相矛盾嗎？ |
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以這個(gè)方式說，是的。刨除非法拉底電流效應(yīng)外，沒有達(dá)到驅(qū)動(dòng)溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電勢，就不會有電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，因此不會有離子在界面即電極上得失電子，就不產(chǎn)生產(chǎn)生電流，不導(dǎo)通。 樓主的一個(gè)概念要明確：加上電壓沒有電流情況下是沒有能量轉(zhuǎn)移的。非法拉第電流會在開始出現(xiàn)，因此一開始是有功輸入到溶液體系的，能量都變成維持溶液的雙電層電勢；穩(wěn)定后，沒有電流時(shí)，就沒有能量輸入了。等效就像是一個(gè)充好電的電容器。 溶液電阻的微觀解釋是什么？如果一個(gè)電壓沒有引起化學(xué)反應(yīng)，那么它所引起的溶液電壓降是什么回事呢？ 溶液電阻是幾種“極化”作用的結(jié)果，電化學(xué)書上有，我可能概念不夠清楚，不好說。 你師兄說的是非法拉底電流吧，呵呵。 |
9樓2011-03-22 10:52:56
justinzhao
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呵呵~~~~~~ 好問題。 是這樣的，氯化鈉溶液是電解質(zhì)。通常說的導(dǎo)體，是電子導(dǎo)體，具有電子導(dǎo)通的作用。而電解質(zhì)是第二類導(dǎo)體，離子導(dǎo)體，靠離子的移動(dòng)導(dǎo)電，不是電子的自由移動(dòng)。必須在電位足夠大的情況下，在和電子導(dǎo)體的接觸處才會發(fā)生給/受電子而導(dǎo)電，否則是不會導(dǎo)電的。這也就是為什么有底電流和極限電流 這是電化學(xué)最基礎(chǔ)的問題之一。 電化學(xué)問題就是研究具有這種電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體體系的電-化學(xué)相關(guān)的問題的。 |
2樓2011-03-22 00:52:40
xmuxiaoyu
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zhaofeng3211(金幣+1): 謝謝回帖交流 2011-03-22 16:07:00
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zhaofeng3211(金幣+1): 謝謝回帖交流 2011-03-22 16:07:00
| 溶液可以看成一個(gè)電阻，但是電化學(xué)的固/液界面還有電容，所以你說的歐姆定律是不能應(yīng)用在這個(gè)體系的。這個(gè)體系起碼要看成是兩個(gè)電容和一個(gè)電阻串聯(lián)。剛剛加上電壓的時(shí)候當(dāng)然會有電流，但這電流不是電化學(xué)反應(yīng)的法拉第電流，是雙電層的充電電流，當(dāng)雙電層的壓降等于0.5V時(shí)候，就不會再有電流流動(dòng)。記住，有電流流過不一定就有電化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)檫�有非法拉第流的存在。 |
3樓2011-03-22 06:29:34
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justinzhao(金幣+1): 思考的蠻認(rèn)真~~~大家都有啟發(fā) 2011-03-22 20:53:51
justinzhao(金幣+1): 思考的蠻認(rèn)真~~~大家都有啟發(fā) 2011-03-22 20:53:51
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非常感謝樓上二位的指點(diǎn)，我現(xiàn)在對這個(gè)問題好像明白了一部分，也就是在0.5V 的外加電壓下，我們所談的電化學(xué)體系是沒有電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的，亦即是沒有法 拉第電流流過的，最多只有所謂的非法拉第電流（如背景電流）流過。 但是，我對這個(gè)問題還有一部分沒有明白：我們知道這背景電流是很小很小的， 小到可以忽略了，這時(shí)，在穩(wěn)態(tài)情況下，溶液的電阻是不是接近于絕緣體了呢？ 也就是可以這樣認(rèn)為，當(dāng)外加電壓不是足夠高的情況下，溶液可以看成是絕緣 體，而當(dāng)外加電壓是足夠高時(shí)，就變成了導(dǎo)體呢？ （注：雖然歐姆定律不適用于該體系，但是我的意思是把溶液和雙電層當(dāng)作一個(gè) 整體來看，只考慮在電壓足夠高和不足夠高情況下的所發(fā)生的故事。） |
4樓2011-03-22 07:36:32
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