電極反應英文解釋翻譯、電極反應的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 electrode reaction; potential determining reaction
分詞翻譯:
電的英語翻譯:
electricity
【計】 telewriting
【化】 electricity
【醫】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
極的英語翻譯:
bally; cruelly; extreme; fearfully; mighty; pole
【醫】 per-; pole; polus
反應的英語翻譯:
feedback; reaction; response
【醫】 reaction; response
專業解析
電極反應(Electrode Reaction)是指發生在電極(Electrode)與電解質(Electrolyte)界面上的氧化還原反應(Redox Reaction),涉及電子在電極與電解質中的物質之間轉移的過程。它是電化學系統(如電池、電解池、腐蝕過程)的核心步驟。電極反應的本質是電荷(電子)跨越界面的傳遞,導緻物質發生化學變化。
電極反應的核心要素:
-
電極類型與反應方向:
- 陽極(Anode): 發生氧化反應(Oxidation Reaction)的電極。物質失去電子,電子通過外電路流出。例如,在鋅銅原電池中,鋅電極(陽極)反應為:Zn → Zn²⁺ + 2e⁻。
- 陰極(Cathode): 發生還原反應(Reduction Reaction)的電極。物質得到電子,電子通過外電路流入。例如,在上述電池中,銅電極(陰極)反應為:Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu。
-
電子轉移: 電極反應的核心是電子的得失。氧化反應釋放電子,還原反應消耗電子。這些電子通過電極材料和外電路進行定向流動,形成電流。
-
法拉第過程: 電極反應是典型的法拉第過程(Faradaic Process),即電極上發生的反應嚴格遵循法拉第定律——通過電極界面的電量與發生反應的物質量成正比。這是電化學定量分析的基礎。
-
半反應: 一個完整的氧化還原反應可以拆分為兩個半反應(Half-Reactions),分别代表氧化過程和還原過程。每個電極上發生的反應就是一個半反應。例如,總反應 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu 可拆分為陽極半反應 Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ 和陰極半反應 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu。
-
反應物與産物: 電極反應涉及電極材料本身、電解質溶液中的離子或分子在電極表面的得失電子過程。反應物和産物可以是金屬離子、溶解的氣體(如O₂, H₂)、金屬沉積物、有機分子等。
電極反應的分類與應用:
- 自發反應: 在電池(Galvanic Cell or Voltaic Cell)中,電極反應是自發的,化學能轉化為電能。
- 非自發反應: 在電解池(Electrolytic Cell)中,電極反應需要外加電能驅動,電能轉化為化學能(如電解水、電鍍、電冶金)。
- 腐蝕反應: 金屬在環境介質中的腐蝕本質上是發生在金屬表面(陽極區)和雜質或溶液(陰極區)上的電極反應。
權威參考來源:
- 《物理化學》(傅獻彩等 著) - 經典教材,詳細闡述電化學基礎,包括電極反應熱力學(能斯特方程)和動力學(過電位)。
- 《電化學原理》(李荻 主編) - 系統介紹電極過程的基本原理和現代研究方法。
- 國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)電化學術語定義 - 提供電極、電極反應等術語的權威标準定義(可查閱IUPAC官網相關文件)。
- Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications - 國際公認的電化學領域權威著作,深入探讨電極反應動力學和機理。
網絡擴展解釋
電極反應是電化學中的核心概念,指在電極表面發生的得失電子的化學反應。以下是綜合權威來源的詳細解釋:
一、基本定義
電極反應發生在電極與電解質的界面,包含兩種類型:
- 氧化反應(陽極反應):物質失去電子,對應電極稱為陽極。例如金屬鋅在負極溶解:$$text{Zn} rightarrow text{Zn}^{2+} + 2e^-$$
- 還原反應(陰極反應):物質獲得電子,對應電極稱為陰極。例如銅離子在正極沉積:$$text{Cu}^{2+} + 2e^- rightarrow text{Cu}$$
二、原電池與電解池的區别
- 原電池(自發反應):
- 負極(陽極):發生氧化(如鋅的溶解)
- 正極(陰極):發生還原(如氫離子生成氫氣)
- 電解池(外加電能驅動):
- 陽極(連接電源正極):強制發生氧化(如Cl⁻生成Cl₂)
- 陰極(連接電源負極):強制發生還原(如Na⁺生成金屬鈉)
三、極化與析出電勢
電解過程中,離子的析出順序受極化效應影響。超電勢(η)使實際析出電勢偏離理論值:
- 陽極析出電勢:$$psi{text{不可逆}} = psi{text{可逆}} + eta_{text{陽}}$$
- 陰極析出電勢:$$psi{text{不可逆}} = psi{text{可逆}} - eta_{text{陰}}$$
這會導緻不同離子在電極上的優先反應順序改變。
四、電極材料的作用
電極不僅是電子導體,其表面性質直接影響反應速率和選擇性。例如鉑常用于催化氫氧反應,石墨則用于耐腐蝕環境。
電極反應的本質是電子轉移的氧化還原過程,具體表現因電化學體系(原電池/電解池)和極化條件而異。理解這一概念需結合電極極性、反應方向及材料特性綜合分析。
分類
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