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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 » 电分析测试 » 如何判断工作电极发生的反应是氢析出反应还是氧析出反应?
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rain2006

金虫 (小有名气)

[交流] 如何判断工作电极发生的反应是氢析出反应还是氧析出反应?

最近读了一些电化学及光电化学分解水的一些文献。我发现一个问题：文献中一般使用三电极体系，但是有的时候工作电极是阴极，发生氢析出反应；有些时候工作电极是阳极，发生氧析出反应。
请问如何判断工作电极发生的反应是氢析出反应还是氧析出反应?是通过测得的I-V曲线中I(或V)的数值的正负号来判断的吗？请高手解答疑惑。并附上2篇参考文献，请解释为何文献（1）中工作电极发生的反应是氢析出反应，而文献（2）中是氧析出反应。

非常感谢！

文献（1）：J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7296–7299。
文献（2）：J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5587–5593。

以上两文献见附件。
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1楼 2011-06-28 18:46:36
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bianhy

至尊木虫 (著名写手)
★
rain2006(金币+2):谢谢参与
析氧是阳极反应，电位正移，速度（电流）增大；电位负移，速度减小。
析氢是阴极反应，与上述情况相反。
看看文献，不会有错吧。
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7楼2011-06-28 19:54:54
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rain2006

金虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by bianhy at 2011-06-28 19:54:54:
析氧是阳极反应，电位正移，速度（电流）增大；电位负移，速度减小。
析氢是阴极反应，与上述情况相反。
看看文献，不会有错吧。

电位正移或负移很好理解,可是电流是有正负号的,所谓"速度（电流）增大"是指"电流的绝对值"增大吗?
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8楼2011-06-28 21:07:55
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bianhy

至尊木虫 (著名写手)
★
rain2006(金币+2):谢谢参与
引用回帖:
Originally posted by rain2006 at 2011-06-28 21:07:55:
电位正移或负移很好理解,可是电流是有正负号的,所谓"速度（电流）增大"是指"电流的绝对值"增大吗?

是的。
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9楼2011-06-28 21:26:48
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rain2006

金虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by bianhy at 2011-06-28 19:54:54:
析氧是阳极反应，电位正移，速度（电流）增大；电位负移，速度减小。
析氢是阴极反应，与上述情况相反。
看看文献，不会有错吧。

再问一个问题：

在三电极体系中，为什么“电位正移，速度（电流）增大”可判断工作电极为阳极；为什么“电位正移,速度（电流）减小”可判断工作电极为阴极。

上述判断的原理或依据是什么？

谢谢回答！
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10楼2011-06-28 21:46:48
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tianxiaochun

实习版主 (知名作家)
★
rain2006(金币+2):谢谢参与
引用回帖:
Originally posted by rain2006 at 2011-06-28 21:46:48:
再问一个问题：

在三电极体系中，为什么“电位正移，速度（电流）增大”可判断工作电极为阳极；为什么“电位正移,速度（电流）减小”可判断工作电极为阴极。

上述判断的原理或依据是什么？

谢谢回答！

根本就是一个得失电子的过程~~~
电位实际上是加在参比电极上的~~~
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11楼2011-06-28 21:56:27
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bianhy

至尊木虫 (著名写手)
★
rain2006(金币+2):谢谢参与
建议楼主看看《电极过程动力学》（査全性著）。在“电化学步骤动力学”一章里，改变电极电势对电极反应速度的影响有很详细的论述。
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12楼2011-06-28 22:01:28
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rain2006

金虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by tianxiaochun at 2011-06-28 21:56:27:
根本就是一个得失电子的过程~~~
电位实际上是加在参比电极上的~~~

谁都知道失去电子被氧化的电极是阳极，得到电子被还原的是阴极。

但在实际的水裂解的实验中，工作电极上到底是失去电子还是得到电子如何判断，这是一个问题？为什么我给出的文献一个是阳极反应一个是阴极反应，如何判断？
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13楼2011-06-28 22:08:49
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rain2006

金虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by bianhy at 2011-06-28 22:01:28:
建议楼主看看《电极过程动力学》（査全性著）。在“电化学步骤动力学”一章里，改变电极电势对电极反应速度的影响有很详细的论述。

我并不是想知道“改变电极电势对电极反应速度的影响”！

我只是想知道在现在很热门的“Water Splitting”的研究中，如何判断工作电极上发生的反应是“制氢”的反应还是“制氧”的反应？

这一问题看似简单，实际上也许并不简单！
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14楼2011-06-28 22:13:36
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四公子lew

铁杆木虫 (正式写手)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
这个和过电势有关，阳极氧化，过电势增大，正移，阴极相反，即减小。
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16楼2011-06-28 22:34:35
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rain2006

金虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by 四公子lew at 2011-06-28 22:34:35:
这个和过电势有关，阳极氧化，过电势增大，正移，阴极相反，即减小。

"阳极氧化，过电势增大，正移"是什么意思?

"正移"指的是谁"正移"???
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17楼2011-06-28 22:41:08
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shang_qing

木虫 (著名写手)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
判断依据是巴特勒-福尔摩公式，而且有这么个重要规律，阳极极化电位越来越正，阴极极化电位越来越负
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18楼2011-06-29 08:05:03
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jingdo

铜虫 (初入文坛)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
这个很难么？？ 工作电极上加的是正压就是生成氧气，加的负压就氢气。至于接的仪器上是阳极还是阴极似乎影响不大，因为仪器上的阳极既可以加正压也可以加负压，阴极也是一样。
判断需要结合仪器的设置、加的电压或者出来的I值（C值）
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19楼2011-06-29 16:43:59
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rain2006

金虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by jingdo at 2011-06-29 16:43:59:
这个很难么？？ 工作电极上加的是正压就是生成氧气，加的负压就氢气。至于接的仪器上是阳极还是阴极似乎影响不大，因为仪器上的阳极既可以加正压也可以加负压，阴极也是一样。
判断需要结合仪器的设置、加的电压 ...

楼上的回答可能是错误的。现在举一个反例。

附件是下面一篇文章的Figure 4。该文是制氢的文献，但工作电极上加的却是正压。

J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1216–1219。
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20楼2011-06-29 21:17:50
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rain2006

金虫 (小有名气)
感谢上面大家的回答，但上述答案各异！

期待更多的讨论！

期待各位专家答疑！
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21楼2011-06-29 21:19:47
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jingdo

铜虫 (初入文坛)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
Originally posted by jingdo at 2011-06-29 16:43:59:
这个很难么？？ 工作电极上加的是正压就是生成氧气，加的负压就氢气。至于接的仪器上是阳极还是阴极似乎影响不大，因为仪器上的阳极既可以加正压也可以加负压，阴极也是一样。
判断需要结合仪器的设置、加的电压 ...

可是电流是负的呀。。。
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22楼2011-06-30 12:03:46
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逍遥杰001

木虫 (职业作家)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
不是很明白也很有这个疑问，做i-t检测时候有时候很低的电位就发生了氢析或氧析反应
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23楼2011-06-30 15:46:09
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ltianfu

铜虫 (小有名气)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
Originally posted by bianhy at 2011-06-28 19:54:54:
析氧是阳极反应，电位正移，速度（电流）增大；电位负移，速度减小。
析氢是阴极反应，与上述情况相反。
看看文献，不会有错吧。

为什么析氢反应电位正移？这段话是什么意思？请解答谢谢！
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24楼2011-07-04 00:01:21
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leimiao_hit

木虫之王 (文学泰斗)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
过测得的I-V曲线中I(或V)的数值的正负号来判断
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25楼2011-07-04 00:32:56
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leimiao_hit

木虫之王 (文学泰斗)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
I-V曲线中I(或V)的数值
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26楼2011-07-04 00:33:15
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leimiao_hit

木虫之王 (文学泰斗)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
过测得的I-V曲线中I(或V)的数值的正负号来判断
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27楼2011-07-04 00:33:22
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bianhy

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by ltianfu at 2011-07-04 00:01:21:
为什么析氢反应电位正移？这段话是什么意思？请解答谢谢！

解释的详细一点吧：
（在水溶液中），析氧是阳极反应（氧化反应，失电子），（如果电极）电位（向）正（方向）移（动），（则电极反应）速度（电流）增大；（如果电极）电位（向）负（方向）移（动），（则电极反应）速度（电流）减小。
（在水溶液中），析氢是阴极反应（还原反应，得电子），（如果电极）电位（向）正（方向）移（动），（则电极反应）速度（电流）减小；（如果电极）电位（向）负（方向）移（动），（则电极反应）速度（电流）增大。（注意是绝对值啊）

[ Last edited by bianhy on 2011-7-4 at 09:05 ]
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29楼2011-07-04 09:04:05
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windyswust

木虫 (著名写手)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
这个很简单的，负电流峰值，对于工作电极就是还原反应，对应就是氢了，反之亦然。
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30楼2011-07-04 09:43:52
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ltianfu

铜虫 (小有名气)
★
rain2006(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
Originally posted by bianhy at 2011-07-04 09:04:05:
解释的详细一点吧：
（在水溶液中），析氧是阳极反应（氧化反应，失电子），（如果电极）电位（向）正（方向）移（动），（则电极反应）速度（电流）增大；（如果电极）电位（向）负（方向）移（动），（则 ...

非常感谢！小木虫的氛围就是给力！
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31楼2011-07-06 11:31:17
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庄生晓梦08

新虫 (小有名气)
★
rain2006(金币+1): 谢谢参与
引用回帖:
30楼: Originally posted by windyswust at 2011-07-04 09:43:52
这个很简单的，负电流峰值，对于工作电极就是还原反应，对应就是氢了，反之亦然。

请问析氢反应的电位越正说明这个材料越好是么？
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32楼2015-12-06 09:11:24
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19870930ya

禁虫 (职业作家)
★
rain2006(金币+1): 谢谢参与
本帖内容被屏蔽
33楼2016-05-03 18:12:22
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liwenjun182楼
2011-06-28 19:40   回复  
rain2006(金币+2):谢谢参与
liwenjun183楼
2011-06-28 19:41   回复  
rain2006(金币+2):谢谢参与
liwenjun184楼
2011-06-28 19:41   回复  
rain2006(金币+2):谢谢参与
liwenjun185楼
2011-06-28 19:41   回复  
rain2006(金币+2):谢谢参与
liwenjun186楼
2011-06-28 19:41   回复  
rain2006(金币+2):谢谢参与
bianhy15楼
2011-06-28 22:16   回复  
rain2006(金币+2):谢谢参与
xiejf28楼
2011-07-04 01:26   回复  
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