Ⅰ 化學金屬活性表
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au。金屬活性強弱可以從表中看出。與水反應置換出氫氣,與酸反應哪種活性更強。更易置換出水和酸中的氫,同時也可以用來判斷原電池中哪一電極為負極,哪一級為正極。從左到右活潑性減弱。氫之前的活性比之後的強。
Ⅱ 電化學分析中常用的工作電極有哪些
碳棒電極、Pt電極、鈦電極,有時也有Cu電極,等等。
根據電極的組成體系和作用機理不同分類
指示電極:電極電位隨被測電活性物質活度變化的電極.
以金屬為基體,共同特點是電極上有電子交換發生的氧化還原反應.可分為以下四種: (一) 第一類電極(Electrode of the first kind):亦稱金屬基電極(M Mn+)
電極反應: M n++n e-= M
電極電位: E = E° + 0.059V /n lg α M n+
要求: 0(Mn+/M)> 0,如Cu,Ag,Hg 等;其它元素,如Zn,Cd,In,Tl,Sn,雖然它們的電極電位較負,因氫在這些電極上的超電位較大,仍可做一些金屬離子的指示電極.
特點:因下列原因,此類電極用作指示電極並不廣泛
a)_選擇性差,既對本身陽離子響應,亦對其它陽離子響應;
b)_許多這類電極只能在鹼性或中性溶液中使用,因為酸可使其溶解;
c)_電極易被氧化,使用時必須同時對溶液作脫氣處理
d) 一些硬金屬,如Fe,Cr,Co,Ni.其電極電位的重現性差;
e) pM-aMn+作圖,所得斜率與理論值(-0.059/n)相差很大,且難以預測;
較常用的金屬基電極有:Ag/Ag+,Hg/Hg22+(中性溶液);Cu/Cu2+,Zn/Zn2+,Cd/Cd2+,Bi/Bi3+,Tl/Tl+,Pb/Pb2+(溶液要作脫氣處理). 電極反應: MX n + n e- = M + n X -
電極電位: E = E° MX n/ M - 0.059V lg α X -
此類電極可作為一些與電極離子產生難溶鹽或穩定配合物的陰離子的指示電極; 如對Cl-響應的Ag/AgCl和Hg/Hg2Cl2電極,對Y4-響應的Hg/HgY(可在待測EDTA試液中加入少量HgY)電極.
但該類電極最為重要的應用是作參比電極. 其中MX,NX是難溶化合物或難離解配合物.舉例如下.
Ag/Ag2C2O4,CaC2O4,Ca2+
電極反應:Ag2C2O4+2e==2Ag+ + C2O42-
電極電位: E = K+ 0.059 /2lg α Ca2+
因為:
代入前式得:
簡化上式得:
可見該類電極可指示Ca2+活度的變化.
對於難離解的配合物,如Hg/HgY,CaY,Ca2+電極
電極反應:HgY2- + 2e ===Hg + Y4-
電極電位:
式中比值aHgY/aCaY 可視為常數,
因此得到:
同上例,該電極可用於指示Ca2+活度的變化(測定時,可在試液中加入少量HgY). 零類電極(Metallic redox indicators),亦稱惰性電極.電極本身不發生氧化還原反應,只提供電子交換場所.
如Pt/Fe3+,Fe2+電極,Pt/Ce4+,Ce3+電極等.
電極反應:Fe3+ + e === Fe2+
電極電位: E = E° + 0.059V lg (α Fe3+/ α Fe 2+)
可見 Pt 未參加電極反應,只提供Fe3+及Fe2+之間電子交換場所. 具有敏感膜並能產生膜電位的電極,稱為膜電極,它以固體膜或液體膜為探頭,其膜電位是由於離子交換或擴散而產生,而沒有電子轉移,其膜電位與特定的離子活度的關系式符合能斯特公式.
主要由離子選擇性膜、內參比電極和內參比溶液組成。根據膜的性質不同,離子選擇性電極可分為非晶體膜電極、晶體膜電極和敏化電極等
此外還有:微電極和修飾電極
根據電極所起的作用分類
(一) 指示電極和工作電極
在電化學測試過程中,溶液主體濃度不發生變化的電極,稱為指示電極.如果有較大電流通過,溶液的主體濃度發生顯著的變化的電極,稱為工作電極.
電位分析法中離子選擇性電極為指示電極,在電解分析和庫侖分析中所用的鉑電極為工作電極.
定義:與被測物質無關,電位已知且穩定,提供測量電位參考的電極,稱為參比電極.前述標准氫電極可用作測量標准電極電位的參比電極.但因該 種電極製作麻煩,使用過程中要使用氫氣,因此,在實際測量中,常用其它參比電極來代替.
1,甘汞電極(Calomel electrode)
定義:甘汞電極由汞,Hg2Cl2和已知濃度(0.1,3.5,4.6M)的KCl溶液組成.
電極組成:Hg Hg2Cl2,KCl(xM) ; 如下圖所示.
(二)參比電極
圖8.7 甘汞電極 (a)233型;(b)217型
1-導線;2-加液口;3-KCI溶液;4-素燒瓷芯;5-鉑絲
6-Hg;7-Hg2CI2
可見,電極電位與Cl-的活度或濃度有關.當Cl 濃度不同時,可得到具有不同電極電位的參比電極.(注意:飽和甘汞電極指 KCl 濃度為4.6M)
電極反應:Hg2Cl2(s) + 2e == 2Hg(l) + 2Cl-
電極電位:
特點:
a) 製作簡單,應用廣泛;
b) 使用溫度較低(<40oC).但受溫度影響較大.(當T從20oC 25oC時,飽和甘汞電極位從0.2479V 2444V,E=0.0035 V);
c) 當溫度改變時,電極電位平衡時間較長;d) Hg(II)可與一些離子產生反應.
阻抗高,電流小,KCl滲漏少
適宜於水溶劑
阻抗小,有滲漏,接觸好
適宜非水溶液及粘稠液
圖8.8 甘汞電極
2,Ag/AgCl電極
定 義:該參比電極由插入用AgCl 飽和的一定濃度(3.5M或飽和KCl溶 液)的 KCl 溶液中構成.
電極組成:Ag AgCl,(xM)KCl
電極反應:AgCl + e == Ag + Cl-
電極電位:
構 成:同甘汞電極,只是將甘汞電極內管中的(Hg,Hg2Cl2+飽和KCl) 換成塗有AgCl的銀絲即可.
特 點:a) 可在高於60oC的溫度下使用;
b) 較少與其它離子反應(但可與蛋白質作用並導致與待測物界面的堵塞)
銀-氯化銀電極
在銀絲或鉑絲上鍍一層純銀,將其洗凈後,以其為陽極置於lmol/LHCI中,電解約 0.5 h,這時在電極上覆蓋一層淡紫色的AgCI層,再將其放在用AgCI飽和的Cl-溶液,即製得銀一氯化銀電極.
圖8.9銀-氯化銀電極
1-導線;2-Ag-AgCI絲;3-KCI溶液;4-素燒瓷芯
三,參比電極使用注意事項
1)電極內部溶液的液面應始終高於試樣溶液液面!(防止試樣對內部溶液的污染或因外部溶液與Ag+,Hg2+發生反應而造成液接面的堵塞,尤其是後者,可能是測量誤差的主要來源)
2)上述試液污染有時是不可避免的,但通常對測定影響較小.但如果用此類參比電極測量K+,Cl-,Ag+,Hg2+ 時,其測量誤差可能會較大.這時可用鹽橋(不含干擾離子的KNO3或Na2SO4)來克服.
(三)輔助電極或對電極
(四)極化電極和去極化電極
在電解過程中,插入試液中電極的電位完全隨著外加電壓的變化而變化或當電極的電位改變很大而電流改變很小時,這類電極稱為極化電極.如普通極譜中所用的滴汞電極.當電極電位不隨著外加電壓的變化而變化,或當電極的電位改變很小而電流改變很大時,這類電極稱為去極化電極.如電位分析法中飽和甘汞電極和離子選擇性電極.
它們提供電子傳遞的場所,當通過電流很小時,一般直接由工作電極和參比電極組成電池,但當電流較大時需採用輔助電極構成三電極系統來測量.
Ⅲ 什麼是活性電極和惰性電極
(1)惰性電極(C、Pt等):只起導電作用,不參與反應;
(2)活性電極(除Pt、Au外的其餘金屬):當作陽極時,除起導電作用外,還失去電子變成金屬陽離子進入溶液中。
陰極:陰極→發生還原反應→溶液中的金屬陽離子或H+得電子→電極的質量增加或放出H2→電極本身一定不參加反應。
陽極:陽極→發生氧化反應→活性電極溶解或惰性電極時溶液中的陰離子(或OH-)失去電子→電極的質量減輕或放出O2或析出非金屬單質。
電子流向:外接電源(+)→外接電源(一)→電解池陰極→溶液中離子定向移動→電解池陽極→外接電源(+)。
電流方向:與電子流向相反。
(3)高中化學活性金屬電極有哪些擴展閱讀
①由組成原電池的兩極材料判斷,一般是活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極;
②根據電流方向或電子流動方向判斷,電流是由正極流向負極,電子流動方向是由負極流向正極;
③根據原電池裡電解質溶液內離子的定向移動方向,在原電池的電解質溶液內,陽離子移向的極是正極,陰離子移向的極為負極;
④根據原電池兩極發生的變化來判斷,原電池的負極總是失電子發生氧化反應,其正極總是得電子發生還原反應;
⑤陽離子向X極定向移動:溶液中的陽離子向X極定向移動了,說明X極為正極,其活潑性弱;
⑥X極增重或減重:工作後,X極質量增加,說明溶液中的陽離子在X極(正極)放電,X極活動性弱,反之,X極質量減少,說明X極金屬溶解,X極為負極,活動性強;
⑦X極有氣泡冒出:工作後,X極上有氣泡冒出,是因為發生了析出現的電極反應,說明X極為正極,活動性弱;
⑧X極附近pH值變化:電極反應發生後,均能使該電極附近電解質溶液的pH值增大,因而工作後,X極附近pH值增大了,說明X極為正極,活動性弱。
Ⅳ 什麼是活性電極
活性電極(除Pt、Au外的其餘金屬):當作陽極時,除起導電作用外,還失去電子變成金屬陽離子進入溶液中。
在電解時,根據電極本身是否參與氧化還原反應,可把電極分為惰性電極和活性電極兩類:
①惰性電極(C、Pt等):只起導電作用,不參與反應;
②活性電極(除Pt、Au外的其餘金屬):當作陽極時,除起導電作用外,還失去電子變成金屬陽離子進入溶液中。
使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解.藉助於電流引起氧化還原反應的裝置,也就是把電能轉變為化學能的裝置,叫做電解池或電解槽。
構成電解池(電解槽)的條件:
(1)有外加直流電源。
(2)有電解質溶液或熔融的離子化合物。
(3)有兩個電極(材料為金屬或石墨,兩極材料可相同或不同):
陰極:與直流電源的負極直接相連的一極。
陽極:與直流電源的正極直接相連的一極。
(4)兩個電極要與電解質溶液接觸並形成迴路。
注意:電解池的陰、陽極完全由外加直流電源的負、正極確定,與電極材料本身的性質無關。而原電池的正、負極則由構成電極材料本身的性質決定。
Ⅳ 高中化學
陽極鐵放電.活潑金屬做陽極優先放電
有問題請追問
Ⅵ 高中化學:硫酸銅溶液,碳做陽極,銅做陰極,寫出電極方程式
陰極:2Cu2++4e=2Cu↓
陽極:2H2O-4e=4H+O2↑
總:2Cu2++2H2O==電解==4H++2Cu↓+O2↑
請好評
~如果你認可我的回答,請及時點擊【採納為滿意回答】按鈕~
~手機提問者在客戶端右上角評價點【滿意】即可。
~你的採納是我前進的動力~~
~如還有新的問題,請不要追問的形式發送,另外發問題並向我求助或在追問處發送問題鏈接地址,答題不易,敬請諒解~~
O(∩_∩)O,記得好評和採納,互相幫助
祝學習進步!
Ⅶ 高中化學 電解池
很高興能為您解答:
使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極上引起氧化還原反應的過程叫做電解
1、陽極發生氧化反應,如果電極是金屬的話,電極失去電子被還原,生成金屬離子進入溶液中,因此質量減輕是陽極,陰極發生還原反應,溶液中的金屬離子得到電子生成金屬單質附著在電極上使得電極增重;
2、酚酞用於檢驗溶液是否呈鹼性,如果是顯示紅色,很明顯溶液是鹼性的,即存在OH-,這個氫氧根是由於溶液中沒有比H+易得電子的金屬陽離子存在時,H+得到電子生成氫氣,而中性的水失去H+後變成OH-,於是有上述現象;
希望能幫到您,祝您學習進步~~~
Ⅷ 高中化學涉及的所有電解反應
電解原理分析
(以cucl2為例)
CuCl2是強電解質且易溶於水,在水溶液中電離生成Cu2+和Cl-。
CuCl2=Cu2++2Cl-
通電前,Cu2+和Cl-在水裡自由地移動著;通電後,這些自由移動著的離子,在電場作用下,改作定向移動。溶液中帶正電的Cu2+向陰極移動,帶負電的氯離子向陽極移動。在陰極,銅離子獲得電子而還原成銅原子覆蓋在陰極上;在陽極,氯離子失去電子而被氧化成氯原子,並兩兩結合成氯分子,從陽極放出。
陰極:Cu2++2e-=Cu
陽極:Cl--2e-= Cl2↑
電解CuCl2溶液的化學反應方程式:CuCl2=Cu+Cl2↑(電解)(5)電解質水溶液電解反應的綜合分析
在上面敘述氯化銅電解的過程中,沒有提到溶液里的H+和OH-,其實H+和OH-雖少,但的確是存在的,只是他們沒有參加電極反應。也就是說在氯化銅溶液中,除Cu2+和Cl-外,還有H+和OH-,電解時,移向陰極的離子有Cu2+和H+,因為在這樣的實驗條件下Cu2+比H+容易得到電子,所以Cu2+在陰極上得到電子析出金屬銅。移向陽極的離子有OH-和Cl-,因為在這樣的實驗條件下,Cl-比OH-更容易失去電子,所以Cl-在陽極上失去電子,生成氯氣。
說明:
①陽離子得到電子或陰離子失去電子而使離子所帶電荷數目降低的過程又叫做放電[1]。
②用石墨、金、鉑等還原性很弱的材料製做的電極叫做惰性電極,理由是它們在一般的通電條件下不發生化學反應。用鐵、鋅、銅、銀等還原性較強的材料製做的電極又叫做活性電極,它們做電解池的陽極時,先於其他物質發生氧化反應。
③在一般的電解條件下,水溶液中含有多種陽離子時,它們在陰極上放電的先後順序是:Ag+>Fe3+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+;水溶液中含有多種陰離子時,它們的惰性陽極上放電的先後順序是:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。
(6)以惰性電極電解電解質水溶液,分析電解反應的一般方法步驟為:
①分析電解質水溶液的組成,找全離子並分為陰、陽兩組;
②分別對陰、陽離子排出放電順序,寫出兩極上的電極反應式;
③合並兩個電極反應式得出電解反應的總化學方程式或離子方程式。
電解生成物規律
十六字要訣:
陰得陽失 :電解時,陰極得電子, 發生還原反應,陽極失電子,發生氧化反應;
陰精陽粗 :精煉銅過程中,陰極使用精銅,陽極使用粗銅,最後陽極逐漸溶解,且產生陽極泥;
陰鹼陽酸 :在電解反應之後,不活潑金屬的含氧酸鹽會在陽極處生成酸,而活潑金屬的無氧酸鹽會在陰極處生成鹼;
陰固陽氣 :電解反應之後,陰極產生固體及還原性氣體,而陽極則生成氧化性強的氣體。