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物理化学・電気化学
不可逆電気化学セル、可逆電気化学セル、不可逆電気化学セルの違いについての記事です（主な内容は、電解プロセスにおける電極反応の問題の解決、分極現象、電解セルの電圧と電流の関係などです）。
2024-03-31 10:00:42 に編集されました
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電気化学
序文
導電性
伝導機構
電極反応---ファラデーの法則
イオンの方向性移動---イオン移動数
(臼歯) 導電率: 電気を通す能力を表します。
イオンの平均活量係数
電解液活性
電解液：電池や電解槽の作動媒体
導電性およびその他の特性
基本的な考え方
電極の命名
電解液用
アノード: [O] は電子を失います。 カソード: [H]
カチオンは常にカソードに向かって移動します
例えば
バッテリー全体に対して
正極: 電子が流入し、電流 I が始まります。負極: 電子が流出し、電流 I が終わります。
電位のレベルに応じて、高電位（電位） - 正極、低電位 - 負極 反応の性質によると: 酸化 - アノード
電極反応
例えば
電池反応：2つの電極反応の合計
電気化学の研究対象
細胞
正極 <---> アノード; 負極 <---> カソード
電極反応＆電池反応
一次電池 「ネガティブ」「ヤン」ジファン
アノード <--> マイナス極; カソード <--> プラス極
電極反応＆電池反応 マイナス電子の形で書くことはできません
電解質溶液の伝導機構とファラデーの法則
ある
電解液の伝導機構
追伸
導体
第一種導体
電子伝導体（金属）：電子の方向性の移動により電気を伝導します。
温度が高くなると導電率は弱くなる
第二種導体
イオン伝導体（電解質溶液）：イオンの方向性の移動により電気を伝導します。
Tが大きいほど導電性が強くなります
ファラデーの法則 単位: Q--C、z--mol、F--C/mol
F=96500C/mol=96485C/mol
電池の放電工程や電解工程に最適
意味：電極を通過する電気量は、電極反応物質の生成（消費）量//発生する化学反応物質の量に比例する
イオンのエレクトロマイグレーション
イオン移行数 溶液を通過する総電流量に対するイオンによって運ばれる電流量の比率
陰イオンおよび陽イオンのイオン移動数 t、t- *t( ) t(-)=1 t( )/t(-)=u( )/u(-)
意味: 一定期間内の導電率に対するアニオンとカチオンの寄与を説明します。
影響を与える要因 (例として t を取り上げます)
I：単位時間当たりに導体の断面積を通過する陽イオンの電荷量
イオンの移動速度 v = カチオンがアノード領域から移動する物質の量 / 電極で反応する物質の量
イオンの特性: サイズ、形状、価数状態など。
泳動数が濃度に影響される主な理由：イオン間の相互作用 濃度が低い場合にはこの効果は顕著ではありませんが、濃度が高い場合には、距離が近づくにつれてイオン間の相互作用が増大し、このとき陰イオン、陽イオンともに移動速度が遅くなります。
アニオンとカチオンの価数が同じ場合、t( ) と t(-) の変化はそれほど大きくありません。特に KCl 溶液中のアニオンとカチオンの移動数は基本的に濃度の影響を受けませんが、KCl 溶液の移動数は基本的に影響を受けません。他のイオンは一般に、さまざまな程度の影響を受けます。
アニオンとカチオンの価数が異なる場合、濃度の増加に伴って価数の高いイオンの移動速度は、価数の低いイオンの移動速度よりも大きく低下します。
C: 陰イオンの静電気引力が陽イオンに及ぼす影響など
E---->イオン移動度の抽出の影響を単純化する
イオン移動度 //電気移動度 単位：m^2/V/s
単位電界強度におけるイオン移動速度
影響因子: c、C、A
最大 (uは定数です)
c-->0 (溶液が無限に希釈される) の場合、アニオンの影響は無視できます = カチオンは独立して移動し、移動度は最大値に達します
イオンの電気移動度の制限: 無限に希薄な溶液のイオン移動度
イオンマイグレーション数の決定・
定義を活用する t =Q /Q
Q（一定時間内に導体の断面積を通過する電気量）---クーロン計で直接測定//Q=Q( ) Q(-) 質問――？
ルート: Q を測定する
なぜなら、一定時間内では、どの界面を通過するカチオン（アニオン）の数も等しいからです。 つまり、特定の界面を通過する陽イオン (陰イオン) の数を見つけるだけで済みます。
Q を検索 == n を検索 (移行)
方法 1: アノード領域の物質バランス
1.「 」を取る = 反応によりカチオンが生成される 2.n（バック）、n（フロント）、n（リアクション）が利用可能 注: 陽極領域: [O]、陽イオンが移動するため、「-n 移動」
方法 2: カソード領域の物質バランス
サブトピック
例えば 43.50---n (正面) [反応前後の水の量は変化せず、反応前のアノード領域の水 = 反応後のアノード領域の水とみなすことができます]; -Q//n (反応) ...---n(n);
方法 1 アノード領域のイオン物質バランス
方法 2 アノード領域とイオンの物質バランス
テスト方法
ヒトフ法 - 対応する極領域からイオンが移動する物質の量と電極反応を受ける物質の量をそれぞれ測定します。
インターフェースの移動方法
電解液の活性、活性係数およびデバイ・ヒュッケル限界式
電解液の熱力学的記述---化学ポテンシャル アイデア: カソードとアノードの化学ポテンシャルを求めて反応方向を決定します ---> a(-) を求めます ---> γ と濃度を求めます
レビュー（ポイントは無視して構いません）
注1. 標準状態の選択 2. 構成は選択を表します
アクティビティ a
電解液の化学ポテンシャルの表現
u(B)=カチオン化学ポテンシャル アニオン化学ポテンシャル a( )、a(-) は直接測定できません。a(-) を導入する必要があります
a & γ & b v=v( ) v(-)
導出 (電池の化学ポテンシャル u の定義による) [空白を埋める/選択] b は既知の量です
例えば
平均活量係数γ
現在の溶液と理想的な希釈溶液の違いを反映できる
理想に近づくほど1に近づく
濃度が高くなるほど、γ は 1 から大きく外れます。
希薄溶液範囲（同濃度）
価数型が同じでγ値も近い。 例: HCl、LiBr
同じ濃度の複数種類の溶液の場合、価数が高いほど偏差が大きくなります（γ値が小さくなります）。
PS: 強電解質溶液を扱うときは、質問で指定されていない限り、γ の値を考慮する必要があります。
γ はイオン間の静電相互作用に関係します ---> 濃度と価数が γ に影響します (-) --->イオン強度の紹介 I
イオン強度I =1/2*【b( )z( )^2 b(-)z(-)^2】 単位：モル/kg z: イオンが運ぶ電荷の数
γとIの関係 - デバイ・ヒュッケル極限方程式 D-H公式
方程式の仮定
1. 強電解質は溶液中ですべて解離する
2. イオン間の主な相互作用はクーロン力です
3. 各イオンは、反対の符号の電荷によって形成されるイオン雰囲気に囲まれています。
イオン雰囲気の特徴
プラスイオンの周囲ではマイナスイオンが出現する可能性が高く、その逆も同様ですが、溶液全体は電気的に中性です。 {特定のイオンの周囲に異なる符号の電荷が現れる可能性が高くなります}
各イオンは中心イオンであると同時にイオン大気のメンバーでもあります。
イオン大気は球対称です
イオン雰囲気は固定されていない
イオン雰囲気の提案は、溶液中の複雑な静電相互作用を中心イオン間相互作用に単純化します。
強電解質の希薄溶液にのみ適しています A: 0.509 (mol/kg)^ (-1/2) z:チャージ回数
z( )|z(-)| は基本的に lgr(-) のサイズを決定します。
1-1価タイプの強電解質用
法を求めて
1. 質問に γ (-) が与えられた場合、 γ(-)--(b-)-->a(-)-->a
2. 質問にγ (-) が指定されていない場合は、 E--(ネルンスト方程式)-->a( -)---(b -)-->γ( -)
電解質溶液の導電率の説明---コンダクタンス、導電率、モルコンダクタンス
コンダクタンス G=1/R 単位：Ω^-1=S（シーメンス）、 mS=10^-3S、uS=10^-6S
コンダクタンスは導体の電気を通す能力を適切に表しますか?
同じ長さと断面積の導体のコンダクタンスを比較する必要があります。
導電率κ（カパ） 単位: S*m^-1、mS*cm^-1、uS*cm^-1
意味：単位長さ（1m）および単位断面積（1m^2）あたりの導体の導電容量に等しい
例: 銀は銅よりも電気を通しやすい = 銀の方が電気伝導率が高い
電解液の導電率
電解質の導電率は、単位板面積および単位板距離あたりの電解槽内の特定の電解質のコンダクタンスに相当します。
導電率セル係数K（セル） 単位：m^-1 ---質問でわかった
κを見つける--->Gを見つける--->抵抗Rxを測定する (ホイートストンブリッジ法: 2つの回路のUが等しくなるように、電流計=0になるようにR3を調整します)
κ VS c
導電性に影響を与える要因
強電解質用
濃度が 2 倍になると、N は 2 倍になります。このとき、v は、v によるカチオンの静電引力の増加により減少します。同様に、導電率は 2 倍未満になります。
弱電解質用 (伝導性イオン N の数は常に非常に少なく、κ はあまり変化していません)
c は κ にほとんど影響を与えません
κ&Λm
κ(溶質)=κ(溶液)-κ(H20)
導電率測定の応用【検討】
弱電解質の解離度と平衡定数を計算します
ステップ κ--->Λm--->a,K
1. 3 つの部分からなる方程式をリストし、K と a の関係を調べます。 (注c(標準))
2.Λm: 定義により取得 Λm(∞): 既知のルックアップ テーブル独立したイオンの運動規則
難溶性塩の溶解度 c を計算します。
弱い電解質によって生成されるイオン、不溶性の塩によって生成されるイオン == 無限に薄い溶液
！ ！ Λm〜Λm（∞）
ステップ
1. 対象物質のκを計算する κ(溶質)=κ(溶液)-κ(H20)
2.c=κ/Λm=κ/Λm（∞）
3.Ksp=c^(?)=（κ/Λm）^(?)
導電率は、導体の電気を通す能力を適切に説明するものでしょうか?
実際の溶液の濃度 c の影響を無視する
モル伝導率Λm=κ/c 単位: S*m^2/mol
意味: 単位濃度の電解液の導電率。 1 mol の電解質を含む溶液を 1 m 離れた 2 つの平行平板電極の間に置きます。このとき、溶液の導電率は次のようになります。
Λm VS c
同じ電解質のモル伝導率は濃度に関係します。
1.κ=f(N,v,v-)--(Λm=κ/c、量正規化に相当)-->κ=f(v,v-) 2. c が増加すると、v、v- が減少し、Λm が減少します。
Λm & ルート c
強電解質用 （希薄溶液では上式が成り立ちます）
B=Λm（∞） (無限に希薄な溶液のモル伝導率)
見つけ方: 外挿、切片を見つける
溶液濃度が0のときのモル伝導率に相当 = Λm (∞)
通常は既知の量として
cが大きくなり、Λmが小さくなる（u(B)が小さくなる）
コールラウシュの経験則
希薄濃度範囲内では、Λm~√c は直線関係になります。
弱電解質用
Λm~c は双曲線を近似します
希薄濃度範囲では、Λm は c に敏感です (c が小さくなり、α が大きくなり、N が大きくなります)。
限界モル伝導率Λm (∞) [試験]
なぜΛm(∞)が最大なのでしょうか?
Λm=f(v,v-)、溶液が無限に希釈され、v と v- が最大となり、陰イオンと陽イオンが互いに独立して移動し、導電率が最大となり、モル導電率が最大になる場合
法を求めて
強電解質の場合: 外挿法/イオンの独立運動のコールラウシュの法則
イオンの独立運動に関するコールラウシュの法則
無限希釈溶液では、イオンは互いに独立して移動し、相互に影響を及ぼしません。無限希釈された電解質のモル伝導率 Λm (∞) = 無限希釈におけるアニオンとカチオンのモル伝導率の合計です。
例: CaCl2: Λm（∞）=1*Λm, (∞) 2*Λm,-(∞)
弱電解質用 イオンの独立運動に関するコールラウシュの法則
方法 1: イオンの独立運動に関するコールラウシュの法則 既知の実験データ Λm (∞) (H )、Λm (∞) (Ac-)
例:HAc: Λm（∞）=1*Λm（∞）(H ) 1*Λm（∞）(Ac-)
方法 2: 強電解質を使用する （理由：コールラウシュの法則、イオンの独立運動 - 陰イオンと陽イオンの独立運動）
Λm(∞)とレートΛmの関係
Λm=Λm（∞）*a
a: 解離度
Λmの測定---ホイートストンブリッジ法
原理 [R-->κ-->Λmを測定]
κ=G*（l/As）=1/R*（l/As）=1/R*K（セル） K (セル): 既知の導電率を持つ溶液から測定可能
あらゆる電極エリアに対応
原則: 物質の保存と溶液の電気的中性
n (電解質) = n (イオン移動)
n (電解質) = n (イオン移動)
U1 Ⅱ 可逆電気化学セル 電池の設計 ---> Er ---> 熱力学解析 ---> エネルギー変換、熱力学データ
可逆電気化学セルの基礎
電池記号//電池アイコンの表現
原則として
左側がアノード、右側がカソードです
物質の状態（相、温度、圧力、活動）を示す
固体状態 - 相状態 解決策 - 活動/集中力
透明相界面「|」[異なる相間//異なる固相間]
含有量：寒天飽和KCl//飽和KNO3
目的: 液絡電位の除去
液間電位
拡散は高濃度から低濃度に進み、H と Cl- の拡散速度が異なるため、両側でアニオンとカチオンが相対的に過剰になり、ΔE が発生します。
K と Cl - 同じ速度で移動し、塩橋内のイオン濃度は非常に大きくなります
例えば
リバーシブル一次電池 バッテリー内のあらゆる反応とプロセスは可逆的です
可逆膨張の条件
1. ピストンには質量がありません
2. 摩擦のない
3. システム圧力が周囲圧力より高い
機械的平衡下での膨張
リバーシブルバッテリーの条件
1. 化学反応は可逆的です 電気分解は逆に進みます
熱力学的可逆性
2. 液絡がない 拡散なし – ソルトブリッジ
3.動作電流は0です 無限に遅い放電（可逆放電）
電極反応は電気化学平衡に限りなく近い
電気的に平衡状態で動作するバッテリー
横隔膜がある --- 不可逆的
例：D-不可逆電池、W-可逆電池
可逆一次電池起電力 Er の求め方
バッテリー起電力の測定は電流が限りなく0に近い状態で行う必要があります。
ポッゲンドルフのキャンセル方法は？ ? ?
ネルンストの方程式
E (標準) = E (標準 - カソード) - E (標準 - アノード) 次にそれをネルンスト方程式に代入します
ネルンスト方程式の適用式---還元反応に必ず注意してください。
追伸
酸化状態: 電子を失った物質の生成物
A B ---> C D A と B の間で還元される (電子を受け取る) 人は酸化状態になります。
ΔrGmによる
E=E カソード - E アノード
電極電位と液間電位
電極電位
1) 電極電位規制
標準酸性水素電極電位＝０とし、被試験電極を比較用の陰極として使用する。
濃度差電池のE(基準)＝0
2) 電極電位を書くときは、還元反応、すなわち還元電位に応じて書く必要があります。
したがって、陰極と陽極の電位を計算する際には、還元反応（電子獲得）式に換算する必要があります。
3) 一次電池の正極と負極の決定
還元電位E（電極）が高い → 還元反応しやすい → 陰極
還元電極電位の大きさは、電極の酸化物が電子を獲得して還元状態に戻る反応の傾向の目安となる。
4) バッテリー起電力
a. 電池のネルンスト方程式
b. 電池の電位 = 正極電位 - 負極電位 = E カソード - E アノード
液間電位とその除去
液間電位//拡散電位: 2 つの異なる溶液の界面に存在する電位差 [覚えておく必要があり、考慮する必要はありません]
この式は、2 つのジャンクション ソリューションの電解質が同じタイプで、タイプ 1-1 電解質である場合に適用できます。
例えば
本質: 溶液中のイオンの拡散速度の違いが原因
除去方法：塩橋を加える（電解質のアニオンとカチオンの移動数が近い必要がある）
1. 塩橋に使用される電解質は、アニオンとカチオンの移動数が非常に近いものでなければなりません。 2. 塩橋条件には KCl 飽和溶液が最適ですが、塩橋溶液は元の溶液と反応できません。たとえば、Ag を含む溶液は使用できません。
熱力学【試験充填・選択・計算】
ΔrGmを求める
ΔGの物理的意味
一定温度および一定電圧の可逆条件下では、ΔG=Wr'=可逆電力 --->ΔrGm=Wr,m’=ΔrHm-TΔrSm (= 反応が 1 mol まで進行したときに生じる可逆電気仕事)
ギブス関数の変化は、非ボリューム作業を実行するシステムの能力を表します。
ΔrGm=-zFEr
E は方程式 == 加算不可の係数とは何の関係もありませんが、ΔrGm は係数に関係します。
-: システムは環境に影響を与えます。
ΔrGmを求める（標準）
E（標準）：電極反応物が標準状態の場合のE
気体の場合: 圧力 p の純粋な理想気体 (標準)
液体の場合: 圧力 p の純粋な液体 (標準)
純粋な液体の活性=1
イオンの場合: アクティビティ 1 の圧力 p (標準) イオン
ΔrSmを求める
ΔrHmを求める
ΔrHm=ΔrGm TΔrSm
Qを尋ねる
一定温度、可逆: Q=ΔrSm*T=ΔrHm-ΔrGm=ΔrHm-W'
熱影響があるかどうかを判断する
なお、計算は国際標準単位であるJ/molであり、結果をkJ/molに換算する必要がある。
ΔrHm を求める (ΔrGm に従って定義)
ΔrHm=ΔrGm T*ΔrSm =Wr,m' TQr,m =Qp,m
K (標準) を求める (ΔrGm=0 による)
レビュー
Eを見つける
ネルンスト方程式 ---可逆的な起電力と濃度 c ---E&E（標準）関係
lg式とln式の違いに注意【25℃---lg】 z: 反応中に移動した電子の量! =追加された電子の総和 a: 液体--a;
知らせ：
ΔrGm(標準) = -zE(標準) Fが同じ場合、E(標準)は必ずしも同じとは限りません
E は強度量です
E は反応の書き方とは関係ありませんが、ΔrGm (n に関連) に関係します。
γ(-)を求める
例えば
例: ΔrGm==test Er (ボーゲンドルフキャンセル法) ΔrSm===E-T カーブの作成 (さまざまな温度で E を測定)=== 目標温度の傾きを取得
起電力測定の応用例
①活動量の測定
E--->a---->a( -)--->a( )
②基準起電力の測定
③反応方向の決定――ΔrGm
一次電池の設計
電極の分類
タイプ 1 電極
金属電極：金属とそのイオンが異相で直接接触している電極
非金属電極: 非金属 (ガス元素) 追加の不活性電極 (グラファイト、Pt、Pd など) とそのイオンは異なる相にあり、互いに直接接触しています。
水素電極
a. 酸性水素電極 電極反応および電極記号は陰極と表記します。
b.アルカリ水素電極
アルカリ水素電極の標準電極電位はどうやって求めるのですか？
酸素電極
a. 酸性酸素電極
b.アルカリ酸素電極
アルカリ性…＝酸性…。
II型電極
金属耐火性塩電極: 金属、その耐火性塩、および電解質中の耐火性塩のアニオンで構成される電極
a. カロメル電極 --- 参照電極 (電極電位は通常既知の量です)
アプリケーション: pH の測定 100kPa以下ではa(H2)=1
b.銀-塩化銀電極
金属-金属酸化物電極：金属およびその不溶性塩とH//OH-から構成される電極
アンチモン-酸化アンチモン電極
3番目のタイプの電極 - レドックス電極 反応に関与する物質は同じ溶液内にあり、電極板は反応に関与しません。
バッテリーの設計
原理: 電極は上記の 3 種類の電極に分類されます。
知らせ
KCl溶液を電解液として使用する場合、KCl塩橋を塩橋として使用することはできません。
電解液がアルカリ性溶液の場合、アルカリ性媒体としてＨ ２ Ｏを使用することはできない。
濃度差電池の設計
濃縮電極のE（基準）＝0
ステップ
1. まず陰極を設計する（還元反応で電子を得る）
まず、反応で電子を獲得または失う必要がある物質を書き留めます。
次に、電荷保存を通じて、H /H2O バランスを使用します。
2. アノード = 全反応式 - カソード式
3. チェック
a. 電荷の保存: カソードとアノードの電荷数は同じでなければなりません。
b.電極の分類！ ！
例えば
電気化学の質問ルーチン
1. 電極反応と全体反応
2. ネルンスト方程式をリストする
Ⅲ.不可逆電気化学電池 可逆電気化学セルと不可逆電気化学セル（Er! = Eir）の違い --- 理由：分極 電解プロセスにおける電極反応
電解槽の電圧と電流の関係
理論的には
この電解槽を大きな抵抗器と考えてください。 E=IR---直線上
実は
3 セグメント曲線
ステージa:
外部電圧！ =0、2 つの電極は反応 (H2、Cl2) し、外部電源に抵抗する一次イオンを含む一次電池を形成します [図 3] したがって、一次電池は外部回路に接続されます (外部電源に抵抗するため)。 E (外部) = E (一次電池) IR、E (外部) ~ E (一次電池) の場合、I は非常に小さくなります。
外部電圧が増加しても I は変化しません。外部一次電池は可逆一次電池とみなされ、Er は外部電圧が増加すると逆起電力が増加するため、I はあまり変化しません。
ステージb
外部電圧がある値に達すると、E（一次電池）は最大値に達します---Eは分解し、電流は外部電圧に応じて直線的に増加します。
分解電圧 V
電解操作を実行する場合、電解液が 2 つの極で継続的に分解できるようにするために必要な最小外部電圧
Cステージ
外部圧力が一定レベルに達すると、キャリア速度は限界に達し、I は変化しません。
分極現象 ---原因 E(分)=Eir>E(理由)=Er
意味
電流が流れることにより、不可逆電気化学セルの電極電位が可逆電気化学セルの電極電位からずれてしまう現象
理由
不可逆電気化学セルには、一致しないさまざまなプロセス速度が含まれています
1. 濃度分極：拡散が遅く反応が速い（イオン拡散速度＜電極反応速度）
取り除く---かき混ぜる
理由：拡散プロセスの遅さが原因
結果 (可逆電極電位との比較): カソード分極 --- 電位低下 アノード分極---電位の上昇
例: 一次電池 ir: アノード電極周囲のイオン濃度が高すぎて拡散する時間がなく、電極電位 Eir>Er になる
カソード電極周囲のイオンは周囲に拡散する時間がなく、濃度が低すぎるためEir<Erとなる。
同じ原理が電解槽にも当てはまります
2. 電気化学分極: 遅い反応と速い拡散 (電子伝達速度 > 反応速度)
理由：電気化学反応そのものの遅さが原因
結果 (可逆電極電位との比較): カソード分極 --- 電位低下 アノード分極---電位の上昇
例: 一次電池 ir: カソードは電子を得るためにイオンを必要とし、その電子はカソードの電気化学的分極により電子をゆっくりと受け取り、カソードに電子が蓄積され、それによって電位が低下します。 。
結果 (可逆電極電位との比較): カソード分極 --- 電位低下 アノード分極---電位の上昇
一次電池全体の場合: Er=E(陰)-E(陽)>Eir
負の影響
E（出力）、電気工事と同じ
電解槽全体の場合: Er (分解) = Er ( ) - Er (-) = Er (陽) - Er (陰) < Eir (分解)
負の影響
E（出力）、エネルギー消費量は同じ
分極により元の電池の起電力が低下し、電解槽の分解電圧が上昇します。
分極度の説明---過電位η (正の値でなければなりません)
定義: 特定の電流密度における電極電位 Eir とその平衡電極電位 Er の差の絶対値。
影響因子: 電流密度 J
ターフェルの経験式
分極曲線の描き方---過電圧と電流密度Jの関係を求める （カソード電極電位Eir（カソード）とJの関係）
分極曲線測定実験
電源電圧が変化すると、電流 I の大きさが変化するため、電流密度 J Er/ir (カソード) = E (ポテンショメータ) - E (基準) が測定されます。
過電圧の状況を考慮する必要がある
ガス電極、金属電極のうちFe、Co、Ni電極
分極曲線 E-J カーブ
一次電池
1. J=0 の場合、E (陰) = Er (陰)、E (陽) = Er (陽) 数値が分かる 2.E(陰極)>E(陽極) [正極電位が高く、陰極が電子を失う ---> 陰極] 3. カソードとアノードに対する分極の影響
細胞
1.E（陽）＞E（陰） 2. カソードとアノードに対する分極の影響
電解プロセスにおける電極反応 問題を解決します -- (溶液中に同時に複数のイオンがあり、どれが最初に反応するか)
電解
陽極・・・還元電位の低い[O]が先に酸化（反応） 陰極・・・[H]、還元電位の高い方が先に還元される（反応）
陰極反応: [Cu2、Zn2、Ag] 1. ネルンストの式から得られる E=Er、分極曲線から Eir がわかります Eir=Er-η 2. 還元電位が高いものは還元反応を起こしやすく、最初に陰極で析出します。 3. 電位が非常に低いため、酸化反応が容易に発生し、最初にアノードで析出します。
方向シーケンスを決定するには、分極電極電位 E (X、分極) = Eir = E (X、平衡) - η を使用します。
陰極
Zn2 には過分極効果がなく、Er はネルンストの式を使用して直接計算されます。 H2 はガス電極であり、Er を計算した後、過分極を考慮する必要があります。Eir=E (X、分極) を計算する必要があります。
アノード
電気分解中: アノード ---分極電位の低い物質が最初に酸化されます。 カソード - 分極電位の高い物質が優先的に還元されます。
陰極、陽極に関係なく、物質のEがErに近づくほど、析出しやすくなります。 （特殊物質は計画外も考慮）