
【化】 electrolytic polarization
electroanalysis; electrolysis
【化】 electrolysis
【医】 electrolysis; electrolyze; galvanolysis
【化】 polarization
【医】 polarization; polarize
电解极化(Electrolytic Polarization)是指在电解过程中,当电流通过电极/电解质溶液界面时,电极的实际电位($phi{text{实际}}$)偏离其热力学平衡电位($phi{text{平衡}}$)的现象。这种偏离是由于电极反应速率受限引起的,其差值称为过电位(Overpotential)或超电势($eta$),数学表达为: $$ eta = | phi{text{实际}} - phi{text{平衡}} | $$
浓差极化(Concentration Polarization)
电极表面附近反应物浓度降低或产物浓度升高,导致扩散过程成为速率控制步骤。例如阴极沉积时金属离子在电极表面耗尽,需依赖本体溶液扩散补充。此时过电位与浓度梯度相关,遵循能斯特扩散层理论。
电化学极化(活化极化,Activation Polarization)
电极反应本身需要克服能垒(活化能),电荷转移步骤缓慢。过电位需提供额外驱动力以加速反应,符合巴特勒-福尔默方程: $$ i = i_0 left[ expleft(frac{alpha nF eta}{RT}right) - expleft(-frac{(1-alpha) nF eta}{RT}right) right] $$ 其中 $i$ 为电流密度,$i_0$ 为交换电流密度,$alpha$ 为传递系数。
注:因未搜索到可直接引用的在线词典条目,以上解释综合经典电化学教材定义,术语译名符合《英汉化学化工词汇》(科学出版社)规范。
电解极化是电化学中的重要现象,指在电解过程中因电流通过电极导致电极电位偏离其平衡值的现象。以下是其核心要点:
基本概念
电解极化源于电极反应速率与离子迁移速率的不匹配,使电极表面电荷分布改变,产生过电位(实际电位与平衡电位的差值)。
主要分为两类:
极化曲线
描述电流密度与电极电位的关系,是分析极化现象的核心工具。典型曲线包含活性过电位(反应活化能)、欧姆过电位(溶液电阻)和传质过电位(浓度梯度)三部分。
电流密度
电流密度增大时,电化学极化初期占主导,随后浓差极化显著增强,导致电极电位进一步偏离平衡值。
实际影响
工业意义
在电解槽设计中,需通过优化电极材料(如催化剂)、电解液流动方式等减少极化,提升反应效率。
研究工具
电化学阻抗谱(EIS)等技术常用于分析极化机制,区分不同过电位贡献。
电解极化是电化学反应动力学与传质过程共同作用的结果,理解其机制对优化电解工艺(如制氢、电镀)至关重要。
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