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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化基础 » 【讨论】一个令我迷茫的电化学问题
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xionglb

铜虫 (小有名气)

[交流] 【讨论】一个令我迷茫的电化学问题 已有10人参与

我的问题是：

   我们进行电解氯化钠溶液实验时，如果外加的电解电压比较小，比如0.5 V，按

照欧姆定律，由于氯化钠溶液是导体，则该电化学回路肯定有电流流过，我们也知

道，电化学回路有电流流过，必然有电化学反应发生，而电化学反应就集中在电极

界面上（电极反应）。另外，我们还知道，电极反应的发生，对于电极电位还有一

定的要求，即电极电位要达到电解液中活性物质的氧化还原电位，才可能发生电化

学反应，而在氯化钠溶液中，只存在氢、氢氧根、氯和钠离子，这些离子在0.5 V的

外加电压下，是不会发生电解水的电化学反应的，亦即电路中是不会有电流流过

的。这不是和欧姆定律相矛盾吗？
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1楼 2011-03-21 22:16:17
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justinzhao

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光电池和光电化学分版-电化 ...

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Originally posted by 小毛球 at 2011-03-22 13:45:36:
那非法拉第电流包括哪些呢？
当电子到达电极表面却不能发生化学变化时，电子的能量是如何交给双电层中的粒子的呢？

[ Last edited by 小毛球 on 2011-3-22 at 13:48 ]

欢迎你提问，认真思考，但是你也应该自己去试着找答案，而不是仅仅自己在这里问别人，告诉你结果。
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i-love-photovoltaic-cell
12楼2011-03-22 14:31:59
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justinzhao

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光电池和光电化学分版-电化 ...

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Originally posted by xionglb at 2011-03-21 22:16:17:
我的问题是：

   我们进行电解氯化钠溶液实验时，如果外加的电解电压比较小，比如0.5 V，按

照欧姆定律，由于氯化钠溶液是导体，则该电化学回路肯定有电流流过，我们也知

道，电化学回路有电流流过，必然 ...

呵呵~~~~~~

好问题。

是这样的，氯化钠溶液是电解质。通常说的导体，是电子导体，具有电子导通的作用。而电解质是第二类导体，离子导体，靠离子的移动导电，不是电子的自由移动。必须在电位足够大的情况下，在和电子导体的接触处才会发生给/受电子而导电，否则是不会导电的。这也就是为什么有底电流和极限电流


这是电化学最基础的问题之一。
电化学问题就是研究具有这种电子导体和离子导体体系的电-化学相关的问题的。
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i-love-photovoltaic-cell
2楼2011-03-22 00:52:40
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xmuxiaoyu

金虫 (著名写手)
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zhaofeng3211(金币+1): 谢谢回帖交流 2011-03-22 16:07:00
溶液可以看成一个电阻，但是电化学的固/液界面还有电容，所以你说的欧姆定律是不能应用在这个体系的。这个体系起码要看成是两个电容和一个电阻串联。刚刚加上电压的时候当然会有电流，但这电流不是电化学反应的法拉第电流，是双电层的充电电流，当双电层的压降等于0.5V时候，就不会再有电流流动。记住，有电流流过不一定就有电化学反应，因为还有非法拉第流的存在。
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3楼2011-03-22 06:29:34
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xionglb

铜虫 (小有名气)
★
justinzhao(金币+1): 思考的蛮认真~~~大家都有启发 2011-03-22 20:53:51
非常感谢楼上二位的指点，我现在对这个问题好像明白了一部分，也就是在0.5V

的外加电压下，我们所谈的电化学体系是没有电化学反应发生的，亦即是没有法

拉第电流流过的，最多只有所谓的非法拉第电流（如背景电流）流过。

但是，我对这个问题还有一部分没有明白：我们知道这背景电流是很小很小的，

小到可以忽略了，这时，在稳态情况下，溶液的电阻是不是接近于绝缘体了呢？

也就是可以这样认为，当外加电压不是足够高的情况下，溶液可以看成是绝缘

体，而当外加电压是足够高时，就变成了导体呢？

（注：虽然欧姆定律不适用于该体系，但是我的意思是把溶液和双电层当作一个

整体来看，只考虑在电压足够高和不足够高情况下的所发生的故事。）
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4楼2011-03-22 07:36:32
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justinzhao(金币+1): 精辟 2011-03-22 20:54:03
欧姆定律只适用于纯电阻电路，能对外做功的电路元件都不行
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5楼2011-03-22 08:36:35
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tlg0686

木虫 (小有名气)
好帖。好答。
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6楼2011-03-22 08:38:31
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小毛球

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Originally posted by justinzhao at 2011-03-22 00:52:40:
呵呵~~~~~~

好问题。

是这样的，氯化钠溶液是电解质。通常说的导体，是电子导体，具有电子导通的作用。而电解质是第二类导体，离子导体，靠离子的移动导电，不是电子的自由移动。必须在电位足够大的情况下 ...

如你所说的话，那么电压就加在电化学池上了，那外电源是不断输出能量的，那那些能量都变成维持溶液的双电层电势以及欧姆降了么？
另外我想问问溶液电阻的微观解释是什么？如果一个电压没有引起化学反应，那么它所引起的溶液电压降是什么回事呢？
我师兄说即使电位没有高到可以引起化学反应，溶液中也还是有电流的，这个和lz说的平衡后没有电流就矛盾了，这是怎么回事呢？
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天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。
7楼2011-03-22 09:20:23
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justinzhao

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Originally posted by xmuxiaoyu at 2011-03-22 06:29:34:
溶液可以看成一个电阻，但是电化学的固/液界面还有电容，所以你说的欧姆定律是不能应用在这个体系的。这个体系起码要看成是两个电容和一个电阻串联。刚刚加上电压的时候当然会有电流，但这电流不是电化学反应的法 ...

嗯，对~还有这一方面的性质~~呵呵
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8楼2011-03-22 10:41:07
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Originally posted by xionglb at 2011-03-22 07:36:32:
非常感谢楼上二位的指点，我现在对这个问题好像明白了一部分，也就是在0.5V

的外加电压下，我们所谈的电化学体系是没有电化学反应发生的，亦即是没有法

拉第电流流过的，最多只有所谓的非法拉第电流（如背景 ...

以这个方式说，是的。刨除非法拉底电流效应外，没有达到驱动溶液中发生化学反应的电势，就不会有电化学反应发生，因此不会有离子在界面即电极上得失电子，就不产生产生电流，不导通。

楼主的一个概念要明确：加上电压没有电流情况下是没有能量转移的。非法拉第电流会在开始出现，因此一开始是有功输入到溶液体系的，能量都变成维持溶液的双电层电势；稳定后，没有电流时，就没有能量输入了。等效就像是一个充好电的电容器。


溶液电阻的微观解释是什么？如果一个电压没有引起化学反应，那么它所引起的溶液电压降是什么回事呢？
溶液电阻是几种“极化”作用的结果，电化学书上有，我可能概念不够清楚，不好说。
你师兄说的是非法拉底电流吧，呵呵。
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9楼2011-03-22 10:52:56
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小毛球

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Originally posted by justinzhao at 2011-03-22 10:52:56:
以这个方式说，是的。刨除非法拉底电流效应外，没有达到驱动溶液中发生化学反应的电势，就不会有电化学反应发生，因此不会有离子在界面即电极上得失电子，就不产生产生电流，不导通。

楼主的一个概念要明确： ...

那非法拉第电流包括哪些呢？
当电子到达电极表面却不能发生化学变化时，电子的能量是如何交给双电层中的粒子的呢？

[ Last edited by 小毛球 on 2011-3-22 at 13:48 ]
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天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。
10楼2011-03-22 13:45:36
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