浓差极化的电解过程中的浓差极化
发布网友
发布时间：2022-04-30 21:28
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-14 09:11
浓差极化(concentration polarization)
因电解槽中电极界面层溶液离子浓度与本体溶液浓度不同而引起电极电位偏离平衡电位的现象。是电极极化的一种基本形式。
电解过程中溶液在电解槽内出现的这种浓度差异，是由于液相传质即，通过界面层溶液的扩散速度跟不上电解速度引起的。结果，当电极反应在一定电流密度下达到稳定后，阴极界面层溶液的浓度必低于本体溶液；而在阳极，例如可溶阳极，界面层溶液的浓度必高于本体溶液。根据能斯特(w．Nernst)电位方程，这两种情况都要导致电极电位偏离按本体溶液浓度计的平衡电位：阴极电势变小(向负方向移动)，阳极电势变大(向正方向移动)，即发生了电极的浓差极化。
浓差极化随电流密度增加而增大。浓差极化是大电流密度下产生的主要极化形式。浓差极化的大小用浓差超电位钕￡表示，阴极浓差超电位与电流密度i的关系为：
式中i极限为正离子一到达阴极表面便被立即还原，致使界面层溶液中该离子浓度趋于零的电流密度，称极限电流密度。极限电流密度由实验确定，它相当于阴极极化曲线出现水平段时的电流密度。极限电流密度越大，容许的电流密度上限越大，对电解和电镀越有利。提高电解质溶液的浓度、搅拌和加热溶液，都能提高极限电流密度。
浓差极化对金属电解、电镀没有任何好处，它使槽电压升高，电耗增大，并使阴极沉积或镀层质量恶化，甚至造成氢的析出和杂质金属离子的放电。浓差极化可以通过搅拌、加热溶液或移动电极而消除至一定限度，但由于电极表面扩散层的存在而不能完全避免。
