电解电位英文解释翻译、电解电位的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 electrolytic potential
分词翻译:
电解的英语翻译:
electroanalysis; electrolysis
【化】 electrolysis
【医】 electrolysis; electrolyze; galvanolysis
电位的英语翻译:
【医】 potential
专业解析
电解电位(Electrolysis Potential),在电化学中更常被称为分解电压(Decomposition Voltage),是指使某种电解质在电极上开始发生持续电解反应所需施加的最小电压(或最小电极电势差)。它代表了克服电解池中反电动势(由电解产物在电极上形成的原电池效应产生)和电极极化所需的最低能量。
以下是其详细解释:
-
核心定义与物理意义:
- 从汉英词典角度,“电解电位”对应英文术语主要为Decomposition Voltage。
- 它不是一个电极的绝对电位,而是两个电极之间的最小电势差。
- 当施加的外加电压超过该物质的分解电压时,电解反应才能以可观测的速率持续进行。低于此电压,只有微小的电流(残余电流)通过,不发生显著的电解。
- 其物理意义在于克服:
- 热力学障碍:电解产物在电极上可能形成原电池,产生一个与外加电压方向相反的反电动势。
- 动力学障碍:电极极化(如活化极化、浓差极化)产生的过电位。
-
理论值 vs. 实际值:
- 理论分解电压:在可逆条件下,等于由电解产物构成的原电池的可逆电动势(根据能斯特方程计算)。它仅考虑热力学平衡。
$$
E{text{理论分解}} = E{text{可逆电池}}
$$
- 实际分解电压:实验中观察到电解开始持续进行的电压。它总是大于理论分解电压。
$$
E{text{实际分解}} = E{text{理论分解}} + eta_a + eta_c + IR
$$
其中:
- $eta_a$:阳极过电位
- $eta_c$:阴极过电位
- $IR$:溶液欧姆压降
- 实际值大于理论值的原因主要是电极极化(需要额外电压驱动反应)和溶液电阻造成的电压降。
-
影响因素:
- 电解质本性:不同物质被氧化或还原的难易程度不同,其理论分解电压主要由相应电对的标准电极电位决定。
- 电极材料:电极的催化活性影响过电位大小(如析氢过电位在铂上低,在汞上高)。
- 电解质浓度:浓度影响能斯特电位和浓差极化程度。
- 温度:温度升高通常降低过电位和溶液电阻。
- 电流密度:电流密度增大通常导致过电位增大。
- 溶液搅拌:减少浓差极化,可能略微降低实际分解电压。
-
测量与应用:
- 通常通过绘制电解池的电流-电压曲线(I-V曲线)来确定。实际分解电压对应于电流开始显著增大的转折点(偏离残余电流线性区域)。
- 应用领域:
- 电化学合成:确定电解生产化学品(如氯气、氢气、金属铝、氢氧化钠)所需的最低能耗。
- 电镀:控制金属沉积的起始电位。
- 电池:理解充电过程中的电压需求。
- 腐蚀科学:与金属的阳极溶解电位相关。
-
相关概念辨析:
- 电极电位(Electrode Potential):单个电极相对于标准氢电极的电位,是电极本身的特性。
- 电解电位/分解电压:是驱动整个电解池反应所需的两个电极之间的最小电压差。
- 析出电位(Deposition Potential):特指某种离子在阴极开始还原沉积(或在阳极开始氧化析出)所需的电极电位(需考虑过电位),是单个电极上的概念。分解电压与析出电位的关系近似为:$E{text{分解}} approx |E{text{阴极析出}} - E_{text{阳极析出}}|$。
参考来源:
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). Term: decomposition voltage. (权威术语定义)
- Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.). Wiley. (经典电化学教材,详细阐述分解电压原理与测量)
- Wang, J. Analytical Electrochemistry (3rd ed.). Wiley-VCH. (包含分解电压在分析应用中的讨论)
- 查全性 等. 《电极过程动力学导论》(第三版). 科学出版社. (中文经典教材,阐述分解电压与极化关系)
网络扩展解释
电解电位是电化学中的一个重要概念,通常指在电解过程中驱动离子迁移和电极反应所需的电势差。以下是详细解释:
1.基本定义
电解电位是电解池中阳极与阴极之间的电位差,用于克服电解质的电阻并促使离子发生氧化还原反应。它反映了电极反应发生的难易程度,与电极材料、电解质浓度及温度等因素相关。
2.核心原理
- 电极电位:单个电极的电位由其与标准氢电极(SHE)的电位差决定。例如,阳极发生氧化反应(如金属溶解),阴极发生还原反应(如金属沉积)。
- 分解电压:实际电解所需的最小电压,包含理论分解电压(由能斯特方程计算)和过电位(由电极极化引起)。
3.影响因素
- 电极材料:不同金属的电子逸出功不同,影响电极电位。
- 电解质浓度:浓度变化会通过能斯特方程调整电位值。
- 温度:温度升高通常降低过电位,促进反应进行。
4.应用场景
- 金属电镀:通过控制电位选择性地沉积金属。
- 电池充放电:电解电位决定能量转换效率。
- 腐蚀防护:通过外加电位抑制金属氧化(阴极保护)。
公式表示
理论分解电压可通过能斯特方程计算:
$$
E{text{分解}} = E{text{阴极}} - E{text{阳极}}
$$
其中,$E{text{阴极}}$和$E_{text{阳极}}$分别为阴极和阳极的平衡电极电位。
若需进一步了解具体电极的标准电位或实际应用案例,可参考电化学教材或专业数据库。
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