当前位置：文档之家 › 腐蚀学第二章 金属电化学腐蚀热力学

腐蚀学第二章 金属电化学腐蚀热力学

  • 格式：ppt
  • 大小：3.69 MB
  • 文档页数：94

下载文档原格式

  / 94

合集下载

DC-第二章-电化学腐蚀的理论基础(1)

DC-第二章-电化学腐蚀的理论基础(1)

第6页，共48页。
2. Double Electric Layer — 双电层 （金属与溶液的界面特性）
图2-3 双电层
(a)第一类双电层：金属侧负电，溶液侧正电
(b)第二类双电层：金属侧正电，溶液侧负电 (c)第三类双电层：金属侧正电，溶液侧负电
第7页，共48页。
2. Double Electric Layer — 双电层 （金属与溶液的界面特性）
❖ 1.Electrochemical Corrosion—是指金属与介质发生电化 学反应而引起的变质和损坏的现象。
❖ 2.Difference between Electrochemical Corrosion and Chemical Corrosion
▪ 2.1电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质，且大多为水溶液。 ▪ 2.2电化学腐蚀中，金属失去电子的氧化反应和介质中的氧化剂得到
排列次序。
第14页，共48页。
5. Standard Electrochemical Series and Galvanic Series — 标准电 位序和腐蚀电位序
第15页，共48页。
5. Standard Electrochemical Series and Galvanic Series — 标准 电位序和腐蚀电位序
还原反应： Cu2 mH 2O 2e J1 Cu mH 2O
氧化反应：
Cu mH 2O J2 Cu2 mH 2O 2e
3.1.3.2 Irreversible Electrode — 不可逆电极
第10页，共48页。
3. Electrode and Electric Potential — 电极与电极电位 3.2 Electric Potential — 电极电位

材料腐蚀学第二章

材料腐蚀学第二章

两种不同电极电位的金属或合金相互接 触（或用导线连接起来），并处于电解质溶 液中时，电位较负的金属遭受腐蚀，而电位 较正的金属却得到了保护。这种腐蚀电池称 为电偶电池。 金属的电极电位相差愈大，腐蚀愈严重。 eg:沿海地区H2SO4厂所用SO2冷凝器； 黄铜和纯钢管接触使用，黄铜被腐蚀； 黄铜和镀锌管接触，锌镀层溶解。
(3) 腐蚀原电池特点 阳极：Zn→Zn2+ + 2e ①两个电极反应： 阴极：2H++2e→H2 ②有净反应发生： Zn+2HCl→ZnCl2+H2 钢铁、铝等在酸中的腐蚀均属电化学腐蚀 阳极反应通式： Me→Men++ne 阴极反应通式： D +ne→[D·ne] D为能吸收电子的物质。
注：金属和合金的实际腐蚀中,可以发生一 个以上的氧化还原反应。 eg：工业HCl含杂质是FeCl3 腐蚀时同时有Fe3+和H+消耗电子。 (4) 电化学腐蚀的次生过程 铁在中性溶液中的腐蚀： 阳极：Fe→Fe2+ + 2e 阴极：O2+2H2O+4e→4OHFe2++2OH－→Fe(OH)2 有保护作用 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
(2) 多重电极(不可逆电极) 在一个电极相界面上发生一个以上氧化/ 还原反应对的电极。
Fe棒
Fe棒
HCl
平衡时,氧化和 还原的速度相等， 有净反应,是铁的 溶解和氢的析出。 Ia = Ic
HCl
电极上存在两对反应： 阳极：Fe →Fe2++2e Ia 阴极：2H+ +e → H2 Ic
尽管物质交换不平衡，当电荷在电极上 的交换速度相等时，也能建立起稳定的双 电层，对应的电位称为E稳或E腐蚀。 E稳或E腐蚀不能用Nernst公式计算。

第二章 金属腐蚀电化学理论基础

第二章 金属腐蚀电化学理论基础
(E=0.00V)
(Pt (镀铂黑)H2(1atm)， H+(aH+=1)) 标准氢电极的电极反应为 (Pt) H2 = 2H+ + 2e 规定标准氢电极的电位为零。以 标准氢电极为参考电极测出的电位值 称为氢标电位，记为E(vs SHE) 。 SHE是最基准的参考电极，但使用 不方便，实验室中常用的参考电极有：
1.宏观腐蚀电池
铜铆钉
1. 异种金属相接触 如 电偶腐蚀。 2. 浓差电池 (1)金属离子浓度不同， 浓度低电位低，容易腐蚀。 (2)氧浓度不同 氧浓度低电位低，更容易腐蚀。 3. 温差电池 如金属所处环境温度不同， 高温电位低，更容易腐蚀。
铝板
粘 土
沙 土
2. 微观腐蚀电池 （1）材料本身的不均匀性
也可以简单地说，绝对电极电位是电子导体和离子导体接 触时的界面电位差。
双电层：
由于金属和溶液的内电位不同，在电极系统的金属相和
溶液相之间存在电位差，因此，两相之间有一个相界区，叫做
双电层。 电极系统中发生电极反应，两相之间有电荷转移，是形成 双电层的一个重要原因。 例如：Zn/Zn2+,Cu/Cu2+ 。
腐蚀原电池产生的电流是由于它的两个电极在电解质中的 电位不同产生的电位差引起的，该电位差是电池反应的推动力。 构成腐蚀原电池的基本要素（*） • • • • 阳极 阴极 电解质溶液（*） 电池反应的推动力-电池两个电极的电位差
电流流动：在金属中靠电子从阳极流向阴极；在溶液中靠离 子迁移；在阳、阴极区界面上分别发生氧化还原反应，实现电子 的传递。 从金属腐蚀历程也可看出化学腐蚀与电化学腐蚀的区别。
盐水滴实验
3%NaCl+铁氰化钾+酚酞

腐蚀热力学

腐蚀热力学
方向进行时，阴极反应。
第二章 腐蚀热力学
（3）电极电位
➢ 双电层
电子导体相（金属）和离子导体相（溶液）都存在一个内电位（即， ， ），由
于两相内电位的不同，在电极系统的离子导体相和金属导体相之间就存在电位差
（ − ），导致在两相之间存在一个相界区，称为双电层
假设双电层为一个均匀电场，其电场强度可以表示为
腐蚀原电池示意图
➢ 腐蚀电池的定义是：只导致金属材料腐蚀破坏而不能对外做有用功的短路原电池
• 导致金属的腐蚀破坏
腐蚀原电池的特点
• 释放的能量不能对外做有用功
• 电极反应最大程度不可逆
第二章 腐蚀热力学
腐蚀原电池的构成及其工作过程
阳极
构成
阴极
电解质溶液
电路
➢ 工作过程
阳极过程： ⟶ + +
第二章 腐蚀热力学
2.1 原电池和腐蚀原电池
2.2 电极系统与电极反应
2.3 电化学位与电极电位
2.4 电化学腐蚀倾向的判断
2.5 Ee–pH图
第二章 腐蚀热力学
2.1 原电池和腐蚀原电池
原电池
干电池（左）以及原电池工作原理（右）示意图
➢ 阳极反应：负极上发生的反应，金属失去
负极（锌皮）： → 2+ + 2
从右至左自发进行：
∆ = + + − − = ෍ >
反应平衡时：
∆ = + + − − = ෍ =
对任意含有j种物质的化学反应，化学反应达到平衡的条件
∆ = σ =
第二章 腐蚀热力学
（2）电化学位及可逆电极反应的平衡条件

腐蚀学原理-第二章腐蚀热力学

腐蚀学原理-第二章腐蚀热力学

问题：
电偶的概念， 危害、用途？
2.3 电位—pH图
金属的电化学腐蚀：金属同水溶液相互作 用。水溶液：H＋和OH－离子。
电位—pH图 金属在水溶液中的稳定性不但与它的电极电位有 关，还与水溶液的pH值有关。若将金属腐蚀体系 的电极电位与溶液pH值的关系绘成图，就能直接 从图上判断给定条件下发生腐蚀反应的可能性。
极化图与腐蚀极化图？
金属在25℃的标准电极电位E°
Mg=Mg2++2e：-2.363 Al=A13++3e：-1.662 Ti=Ti3++3e：-1.210 Fe =Fe2++2e：-0.440V Cu=Cu2++2e：+0.337 Pd=Pd2++2e：+0.987 Au=Au++e：+1.691 注：均相对于SHE
2.4 腐蚀电池及其工作历程
(1)阳极过程 金属溶解，以离子形式进入溶液，并把当量的电子留在 金属上
(2)阴极过程 从阳极流过来的电子被阴极表面溶液中能够接受电子的 物质所吸收，即发生阴极还原反应。 阴极还原反应中能够吸收电子的氧化性物质D，在腐蚀学中通常称为 去极化剂。因为如果没有去极化剂，阴极区将由于电子的积累而发生 阴极极化而阻碍腐蚀的进行。最常见的阴极去极化剂是溶液中的O2和 H＋离子。
比利时学者M．Pourbaix在1938年首先提出，又称 Pourbaix图。
Fe-H2O电位-pH图
a线为析氢电极反应：
E

E

2.3RT
lg
a2 H
2F
pH2
b线为O2与H2O间的 电化学反应：
2H2O

材料腐蚀与防护-金属的电化学腐蚀原理(2)

材料腐蚀与防护-金属的电化学腐蚀原理(2)
已测知Zn和Cu在质量分数为0.03的NaCl水 溶液中的开路电位分别为EZn= -0.83V和 ECu=0.05V，回路电阻R=250。
此时，两电极的稳定电位差0.05+0.83=0.88V，
铜-锌腐蚀原电池示意图
电池刚接通时，毫安表指示的起始瞬间电流 值
电流变化
瞬间电流很快下降，经过一段时间 后，达到一个比较稳定的电流值， I2=0.15mA ？？？
腐蚀极化图
+E EeC
β
假定任何电流下，阴极阳极的极 化率为常数，称为Evans图（U. R. Evans）。 S所对应的电位Emix，称为混合电 位。由于Emix电位下的金属处于 腐蚀状态，故混合电位就是金属 的自腐蚀电位Ecorr，对应的电流 称为腐蚀电流，用Icorr表示。 I 腐蚀电位是一种不可逆非平 衡电位，需由实验测得，腐蚀 电流表示金属腐蚀的速率，对 于均匀腐蚀和局部腐蚀都适用。
CA
PA E A E A 100% 100% 100% e e PC PA PR EC E A ER EC E A
PR ER ER 100% 100% 100% e e PC PA PR EC E A ER EC E A
S2O62 +2e 2SO42
3．溶液中中性分子的还原反应 吸氧反应 氯的还原反应
如：
O2 +H2O+4e 4OH Cl2 2e 2Cl
4．不溶性化合物的还原反应
如：
Fe(OH)3 +e Fe(OH)2 OH
电路接通
腐蚀电池接通前后电位变化
过电位
电极电位的偏离值称为极化值。 通常引入一新术语--过电位或超电位(取正值)来表征电 极极化的程度。

电化学腐蚀热力学

标准电极电位Eϴ : 在标准状态下,(反应物活度am＝1），将各电极与标准氢
电极组成电池，所测得相对平衡电位。 标准氢电极电位定义为0。
3．非平衡电极电位
非平衡电极电位— 电极反应达到电荷交换平衡可逆，物质交 换不平衡可逆：
阳极反应 Fe Fe 2+ + 2 e ( ia)
阴极反应 2H+ + 2e H2 ( ic)
质中易腐蚀；
+1.229 < Eϴ M ，贵金属，热力学完全稳定；（但有络合剂氧化物也会腐蚀）
根据 pH=7时，: E H/H+ = －0.414 V， E O2/ OH = +0.815 V pH=0时，: E H/H+ = 0.00 V， E O2/ OH = +1.229 V
分组判断金属材料的腐蚀热力学稳定性
iI > 0
腐蚀不可能发生。
例1：Zn在酸性溶液中： Zn + 2H+ ＝ Zn2+ + H2
0 0 -35184 0 G = iI = －35184 Cal
例2： Ni在酸性溶液中 Ni + 2H+ Ni2+ + H2
0 0 －11530 0 G = －11530 Cal
例3：Au在酸性溶液中： Au + 3H+ Au3+ + 3/2H2
金属在电解质溶液中的腐蚀是电化学过程，这是绝大多数金 属腐蚀过程的本质。
如Fe在HCl中，可观察到铁的腐蚀溶解，并析出氢气：
阳极反应：Fe Fe2+ +2e 阴极反应：2H+ +2e H2
金属腐蚀破坏的短路原电池

从热力学观点讨论金属腐蚀发生的原因

结 果：金属材料全面腐蚀
1.开始阶段：O2 在溶液中均匀分布 金属表面状态不均匀
微观腐蚀电池
划痕处金属较活泼： Fe→ Fe2+ + 2e 遇铁氰化钾变蓝
微阴极： O2 + 2H2O + 4e→4OH− 遇酚酞变红
2.一段时间后：溶液中O2 被消耗
氧浓差电池形成
宏观腐蚀电池
中心部位O2 浓度低： Fe→ Fe2+ + 2e 遇铁氰化钾变蓝
§2. 4 金属－水体系的电位－PH平衡图
一、图的绘制
（ 以Fe- H2O体系为例）
1. 列出体系中可能存在的物质
Fe, Fe2+ , Fe3+
Fe2 O3， Fe 3O4 , Fe(OH)3 , Fe(OH)2 HFeO− O 2, H+，H2O，OH2. 列出各反应的平衡关系式，计算平衡数据
在电位- pH坐标图上画出各反应对应的平衡线，最后汇
φ = -0.44+0.0295lgaFe2+ (25℃)
⑥线表示反应： Fe+2H2O=HFeO2-+3H++2e φ =0.400-0.0886pH+0.0295lgaHFeO2- (25℃)
为一斜线。
⑦线表示反应: 2Fe2++3H2O=Fe2O3+6H++2e φ =0.728-0.177pH-0.059lgaFe2+ (25℃)
边缘部位O2 浓度高： O2 + 2H2O + 4e→4OH− 遇酚酞变 红
中间区域：
呈棕色
§2. 2 腐蚀过程中发生的反应类型 一、有电子得失，无H+参加的平衡反应

第2章—电化学腐蚀原理(二)讲解


O2 + e →
O
2
O
2
+ H+ → HO2
HO2
HO
2
+
e
→
HO
2
+ H+ → H2O2
H2O2 + H+ + e → H2O + HO
HO + H+ + e → H2O
2.9.2 扩散控制——浓差极化
J


D(
dC dx
)x0
id nFJ
id＝nFD(
dC dx
)
x0

nFD
化腐蚀，或称析氢腐蚀。
析氢腐蚀反应类型： 在酸性溶液中，反应物来源于水合氢离子（H3O+），它在阴极 上放电，析出氢气：H3O+ + 2e → H2 + 2H2O
在中性或碱性溶液中，则是水分子直接接受电子析出氢气： 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
2.8.1 析氢腐蚀的阴极过程步骤
在酸性溶液中，析氢过程步骤： （1）水合氢离子向阴极表面扩散并脱水： H3O+ → H+ + H2O （2）H+与电极表面的电子结合放电，形成吸附氢原子： H+ + e→Hads （3）吸附态氢原子通过复合脱附，形成H2分子： Hads + Hads → H2 或发生电化学脱附，形成H2分子： Hads + H+ + e → H2 （4）H2分子形成氢气泡，从电极表面析出。 各过程连续进行，最慢的过程控制整个反应过程。
2.9.2 耗氧腐蚀的步骤
耗氧腐蚀可分为两个基本过程：氧

第2章1腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学ppt课件

O2 + H2O + 4e → 4OH电子由阳极区提供，产生的OH－使pH值升高，酚酞显示出粉红色。 在浓差的推动下，Fe2+和OH—相互扩散，在水滴中部出现棕黄色的铁锈。
4Fe（OH）2 + O2 + 2H2O → 4Fe（OH）3↓
第二章 腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学
§2.1 腐蚀原电池
蓝色、阳极
氧化反应; 正极(Anode): 电势高，电子流入，发生
还原反应。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
例2. 原电池 锌锰干电池结构
NH4Cl, ZnCl2和MnO2 浆状物 正极：石墨 （带铜帽） 负极：锌（外壳）
棕色、铁锈
蓝色、阳极 红色、阴极
第二章 腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学
§2.1 腐蚀原电池
使用的指示剂的浓度应尽可能低，否则会干扰上述的电极过程。
2Fe - 4e → Fe2+ 阴极过程：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓
例如，过多的K3[Fe（CN）6]，可能发生Fe（CN）63－的还原，消耗 电子，提供阴极过程，而K3[Fe（CN）6]2的沉淀在阳极区，也可能使氧更 难于进入，加速阳极过程。因此K3[Fe（CN）6]的浓度应尽可能低，最好 只显示兰色而无沉淀。
溶解 氧化反应、阳极
氢气析出 还原反应、阴极
将Zn和Cu放入稀硫酸中并用导线相互连接，
就构成Zn-Cu原电池。于是在Zn电极上发生Zn
的溶解，而在Cu电极上析出氢气，两电极间有
电流流动。在电池作用中发生金属氧化反应的
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

离 子 通
道
C
阳
电极
离
子
子
通
通
道阴
道
极
电池类型
原电池
腐蚀电池
电子通道
外部导线
钢板本身
离子通道
内部电解质
表面连续水膜
46
电 极
阳极： Zn-2e- =Zn2+
反 应 阴极： 2H++2e- =H2↑
总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
各种电化学腐蚀现象的实质相同：都是浸在电解质溶 液中的金属表面上形成了以金属为阳极的腐蚀电池。
在电解池中，阴极是 负极 。 (Cathode) 在原电池中，阴极是 正极 。
阳极： 发生氧化作用的电极称为阳极。
在电解池中，阳极是 正极 。
(Anode)
在原电池中，阳极是 负极 。
口诀：阳极氧化，阴极还原。
15
原电池和电解池的比较
原电池
电解池
16
电解池和原电池具有共同的特征，即都是由两 类不同导体组成的，是一种在电荷转移时不可 避免地伴随有物质变化的体系（电化学体系） 。
Me Men+ + ne
Fe
Fe 2+ + 2e
电荷平衡： ia = ic 物质平衡： M = Mn+
Fe 2+ + 2e
Fe
Fe
Fe 2+
Fe
Fe 2+
34
（2）标准电极电位
在标准状态下（该金属离子活度α＝1，温度298K，气 体分压1atm），金属的平衡电极电位称为标准电极电 位， Eo e,m
Ee
E0
RT nF
ln(
j
jj )
Ee
E0
RT nF
ln(
a a vc vD cD
a a vA vB AB
)
j -反应的化学计量数
j -活度
E0-标准电极电位
n-金属离子价数
R-理想气体常数 F-法拉第常数 T-热力学温度
37
对数项前取“+”号，反应式中含电子一侧的所有物质活 度乘积为分子，另一侧物质为分母。如果反应式中某物 质前有系数则该系数作为该物质活度的指数。
Fe 2+ Fe H2 2H+
H2 2H+
4、 共轭体系与腐蚀电位
金属腐蚀时，金属表面同时至少存在着两类反应： 阳极反应与阴极反应
以Zn浸入被H2饱和的稀HCl溶液中为
例
Zn2++2e ic1 Zn
Zn
ia1
HCl
2H++2e ic2 H2
ia2
ic1 ia1 ——Zn电极还原反应和氧化反应的速度
52
Corrosion
铁锈： Fe2+ , Fe3+ , Fe(OH)3, Fe2O3 演示
电化学腐蚀过程
53
非平衡电极电位
在实际中，与金属接触的溶液大部分不是金属自身离 子的溶液，所以涉及的电极电位大部分都是非平衡电 极电位
当金属和电解质溶液建立的 阳极反应 Fe Fe 2+ + 2 e ( ia)
9
(3) 电极系统
一个系统由一个电子导体相和一个离子导体相组 成，有电荷从一个相通过两相界面转移到另一个相。
(4) 电极反应
在电极系统中伴随着两个非同类导体之间的电荷 转移而在两相界面上发生的化学反应。
Cu(M) Ag(M)+Cl1/2H2(g) Fe2+(sol)
Cu2+(sol)+2e(M) AgCl(s)+e(M) H+(sol)+e(M) Fe3+(sol)+e(M)
金属在介质中的腐蚀行为基本上由它 的化学成分决定。
腐蚀介质对腐蚀过程的影响复杂。
7
2.2 平衡电极电位
8
2.2.1 电极系统与电极反应
(1) 导体 电子导体：电子或空穴导电，金属和半导体 离子导体：带电离子，电解质溶液或熔融盐
(2) 相 一个系统中由化学性质和物理性质一致的物质
所组成而与系统中的其他部分之间有“界面”隔开的 集合体。
为基准——参比电极
标准氢电极SHE
参比电极
以镀铂黑的铂片浸在含1摩尔氢离子活度、 并用1atm氢气饱和的溶液中，在任何温度 下的平衡电极电位都等于零
电极反应 2H 2e H2 (gas)
标准氢电极SHE
饱和甘汞电极（SCE）
Hg︱Hg2Cl2,KCl(饱和) 电极反应 Hg2Cl2(s) + 2e == 2Hg(l) + 2Cl0.242 V v. SHE
绝对电极电位 相对电极电位
28
Volta 电势 ：净电荷的相外电势，电荷达到P表面附近所需作功；
表面电势
：电荷穿越表面偶极子表面层所需作功
Galvani电势 ：电荷移动到P相内所需作功（内电位）
q电荷进入P相内需作电功： q
+
+
+
P
+A
+
+
+
绝对电位 不可测量
29
电极电位的测量
无法直接测定单个电极电位的绝对值 只能用电位计测出两电极的电动势 为了能够比较出所有电极电位的大小，就必须选择一个电极作
双电层的电极过程为不可逆 阴极反应 2H+ + 2e H2 ( ic)
即
时，其电极电位成为非平衡 但
ia = ic Fe Fe2+ + 2e
电极电位
H H+ + e
非平衡电位特点： 电荷平衡，物质不平衡 不满足Nernst关系 只能通过实验获得 腐蚀电位，混合电位或偶合电位。
Fe
Fe 2+
两类导体界面上发生的氧化反应或还原反应称 为电极反应。
也常常把电化学体系中发生的、伴随有电荷转 移的化学反应统称为电化学反应。
17
电池的发明
A.Volta
1800年 伏特电堆 献给19世纪的最重 要礼物 Zn/Ag,盐水溶液
18
丹聂尔（Daniell）电池
ee-
(-) 극
Zn
Zn2+
황산아연 용액
47
腐蚀电池的基本构成
e—
—+
阴极 阳极 电解质溶液 外电路
48腐蚀电ຫໍສະໝຸດ 的工作过程阳极过程 [Mn+·ne]→Mn++ne
阴极过程 D+ne→[D·ne]
电流的流动
49
电化学腐蚀过程50
电化学腐蚀中，阳极过程和阴极过程为何可在 不同区域进行？
存在金属与水溶液电解质两类导 体，电化学腐蚀的总反应可以分 成两个过程；
E Ee
42
i 0
平衡状态下，两者都为0。 非平衡状态下，两者必须同号。
体系偏离平衡状态很小时，
RFi
43
2.3.2 原电池中的不可逆过程
原电池与负载接通回路，通过电流时，两个 电极端电压为：
V E2 E1 Ee2 2 (Ee1 1 ) V 0 1 2
当考虑溶液电阻时，
Zn2+
Zn2+ Zn2+ Zn2+
Cu
C u2+ SO42SO42-
(+) 극
C u2+ C u2+
황산구리
C u2+
다공성격막
Zn Zn2+ + 2e-
Cu2+ + 2e- Cu
19
20
21
丹聂尔（Daniell）电池
相界
盐桥
相界
（－） Zn / Zn2+ // Cu2+ / Cu （＋）
氧电极反应 ： O2＋4H+ ＋ 4 e ＝2H2O
EO2 / H2O
E O2 / H 2O
RT ln nF
p 4 O2 H 2 H 2O
25℃时，T＝298K, n=4，F=96485C/mol，R=8.31J/(mol K)
E O2 / H2O
1.23V
ln 2.303lg
pH lg H
阳极
氧化反应 氧化还原反应的一半
阴极
还原反应 氧化还原反应的另一半
22
铅蓄电池
23
干电池
阳极 Anode (-) 负极 Zn --> Zn2+ + 2e
阴极 Cathode (+)
正极 2NH4+ +2e -->2 NH3 + H2
24
燃料电池
25
2.2.2 电化学位
电化学体系与静电学中的带电体系区别 静电学只考虑电量不考虑物质性，只考 虑库仑力不考虑非库仑力
纯固体活度被规定为1。反应中浓度保持恒定的物质，如： 溶液中水的活度也规定为1。气体物质活度等于其逸度， 常压下近似等于大气压(atm)为单位的该气体分压。
能斯特方程反应了平衡电极电位与温度、参与反应的各 物质活度和压强间的关系。
能斯特方程只能用于计算平衡电极电位。
38
对于电极反应: M M n ne
金属表面的微观区域存在差异， 使阴极过程与阳极过程分别在金 属/溶液界面的不同部位进行，构
成了微电池
多数，电化学腐蚀是以阳极和阴极过程在不同区域局部进 行为特征的。这也是区分腐蚀过程的电化学历程与纯化学 过程的一个重要标志
某些，阴极和阳极过程可在同一表面上随时间交替进行