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關(guān)于水的分解電壓 已有1人參與
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| 請(qǐng)教一個(gè)問題，都說標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水的分解電壓是1.23V，但有個(gè)問題我一直搞不清楚：是不是在陰陽極之間施加1.23V的電壓水就能分解？此時(shí)陰極電位和陽極電位分別是多少？或者換個(gè)角度說，當(dāng)采用三電極體系控制電位的時(shí)候，將陰極電位控制為負(fù)值，比如說-0.1V(vs. SHE)，陽極電位控制為0.5V(vs. SHE)，此時(shí)電壓差只有0.6V,那么此時(shí)陰極會(huì)產(chǎn)生氫氣嗎，或者說水會(huì)分解嗎？ |
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這個(gè)問題問得好。真動(dòng)了腦筋才問得出。 首先，＂水的分解電壓為1.23伏＂這個(gè)說法不科學(xué)。準(zhǔn)確說法應(yīng)該是＂水的電化學(xué)穩(wěn)定窗口為1.23伏＂。 水的分解反應(yīng)由兩個(gè)半反應(yīng)組成，即陰極析氫，陽極析氧。如我上面所講，如果人為控制陰極電位在-0.1伏，陽極在+0.5伏，那么陰極上有析氫并產(chǎn)生氫氧根，陽極附近則聚集高濃度的氫氧根并產(chǎn)生表面電容。但由于陽極電位不到+1.23伏，氫氧根不會(huì)氧化并析氧。所以此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)僅為水的一個(gè)半反應(yīng)。此時(shí)模糊說法＂水分解了＂不準(zhǔn)確，應(yīng)該是＂水還原分解了＂。 相反，如果人為控制陽極電位在1.3伏，陰極在+0.5伏，則水氧化分解，同時(shí)陰極附近富集質(zhì)子并產(chǎn)生電容但不析氫。 |
14樓2014-12-09 10:53:57
prinklyb
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【答案】應(yīng)助回帖
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子曾經(jīng)曰過: 金幣+5, ★有幫助 2014-12-08 21:18:46
子曾經(jīng)曰過: 金幣+5, ★有幫助 2014-12-08 21:18:46
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1.23V是水在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論分解電壓（也就是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電位差），但是實(shí)際過程中電極與溶液界面會(huì)產(chǎn)生極化，導(dǎo)致實(shí)際的分解電壓大于理論分解電壓，到1.23V是并不一定能看到水的分解。 或者說電極與溶液界面的電子傳遞過程受到動(dòng)力學(xué)控制（想象一下氫氣和氧氣混合在沒催化劑或火時(shí)并不能直接生成水），道理一樣。 具體的問題得看電極的循環(huán)伏安曲線有峰電流出現(xiàn)時(shí)的電勢(shì)來判斷。 |
8樓2014-12-08 00:05:31
prinklyb
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15樓2014-12-09 11:29:15
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12樓2014-12-08 21:27:48
| 當(dāng)然，以上描述的情形需要一個(gè)假設(shè)，即陰極或陽極都為理想的無極化電極。現(xiàn)實(shí)中，即使鉑黑或鈀黑也會(huì)在長時(shí)間表面電容累積下極化，從而電位漂移直至另一個(gè)半反應(yīng)也開始。 |
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子曾經(jīng)曰過16樓2014-12-09 11:29:42
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30樓2014-12-09 14:21:29
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3樓2014-12-04 09:47:26
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4樓2014-12-04 16:21:50
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謝謝樓上蟲友的解答，但其實(shí)我關(guān)注的不是極化，溶液PH對(duì)電位的影響。我想知道的是這兩個(gè)問題 1.假定一切都在理想標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（不存在極化），水分解時(shí)陰極電位和陽極電位分別是多少（vs. SHE），兩者之差 2.如果采用恒電位電解技術(shù)，人為控制陰極電位在-0.1V，陽極電位在+0.5V，那么此時(shí)陰極會(huì)析氫嗎？如果會(huì)，那陽極發(fā)生的又是什么反應(yīng)？ 3.如果問題2的回答是肯定的，那么就是水在0.6V的電壓下就分解了，分解電壓為1.23V這個(gè)說法似乎就不太準(zhǔn)確？ （以上條件均為理想狀態(tài)下，且不考慮極化等因素，所有的電位均相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電位） |
9樓2014-12-08 08:59:21
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