如果一電極的電極反應(yīng)是可逆的,通過電極的電流非常小,電極反應(yīng)是在平衡電位下進行的,這種電極稱為可逆電極。象Ag|AgNO3等許多電極都可以近似作為可逆電極。只有可逆電極才滿足能斯程方程。
當較大的電流通過電池時,電極電位將偏離可逆電位,不再滿足能斯特方程,電極電位改變很大而產(chǎn)生的電流變化很小,這種現(xiàn)象稱為極化。極化是一種電極現(xiàn)象,電池的兩個極都可能發(fā)生極化。影響極化程度的因素很多,主要有電極的大小和形狀,電解質(zhì)溶液的組成,溫度,攪拌情況和電流密度等。
極化通常分為濃差極化和化學極化。濃差極化是由于電極反應(yīng)過程中,電極表面附近溶液的濃度和主體溶液的濃度發(fā)生了差別所引起的。電解作用開始后,陽離子在陰極上還原,致使電極表面附近溶液陽離子減少,濃度低于內(nèi)部溶液,這種濃度差別的出現(xiàn)是由于陽離子從溶液內(nèi)部向陰極輸送的速度,趕不上陽離子在陰極上還原析出的速度,在陰極上還原的陽離子減少了,必然引起陰極電流的下降。為了維持原來的電流密度,必然要增加額外的電壓,也即要使陰極電位比可逆電位更負一些。這種由濃度差引起的極化稱為濃差極化。
電化學極化是由某些動力學因素引起的。如果電極反應(yīng)的某一步反應(yīng)速度較慢,為了克服反應(yīng)速度的障礙能壘,必須額外多加一定的電壓。這種由反應(yīng)速度慢所引起的極化叫化學極化或動力極化。
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