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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 » 电解合成 » 讨论！电沉积（电解）中关于 阳极析氧 问题
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belltang

铜虫 (小有名气)

[交流] 讨论！电沉积（电解）中关于 阳极析氧 问题

专业所限，对电化学不懂呀。在实验中想到个问题，希望大家能够给予指教和讨论!

通常的电沉积（电解）， 硝酸银溶液，硫酸铜溶液等。通常用的电压都为0.6V左右，硫酸铜溶液也为0.8V左右。
阴极反应就不提了，阳极什么离子放电呢？

溶液中只有硝酸根（硫酸根），和氢氧根两种阴离子。 按放电顺序，应该是氢氧根放电析出氧气（1.23V）。但是，大家都知道，氧的过电位是比较高的，在pt电极上有1.36V左右吧。那么，实验时，只有0.6——0.8V的电压，氧气是不可能析出的呀？
如果氧气不析出，那么阳极上是什么发生了氧化反应呢？因为如果在电极上没有发生氧化反应，整个电路都不可能导通的。而且，电子也不守恒（阴极是发生了还原反应的）。所以肯定发生了氧化反应。但如果是氢氧根放电，可电源提供的电位不够高呀？

如果说是硝酸根，感觉就更不可能了吧，不然，生成什么呢？

阳极电极材料应该是会影响析氧过电位，我们多用的是石墨。在网上也没有查到确切的数值，感觉应该不会太低吧。 请给位大侠能够参与讨论，指教！谢谢

[ Last edited by belltang on 2012-4-27 at 21:47 ]
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1楼 2012-04-27 21:46:40
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belltang

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
8楼: Originally posted by yuquanyao at 2012-04-28 16:45:58:
阴极反应是还原电位越正越容易反应。
给你两个文献看看。是我理解错了吗？

谢谢参与！ 是的，还原电位越正 越容易在阴极还原。 但是硝酸根是阴离子，带负电荷，只会向阳极迁移，不会达到阴极的。 我开始的时候也没有明确这点。
我现在查到了，氧气的在石墨电极上的过电位在0.6V 左右（1mA/cm2）,氧气的标准电势1.23V(由于浓度低，或许会低一点)。加起来，阳极电势为1.8V, 阴极（Ag的）电势为0.8V。相减有 1V的样子。电解时，所加的反电动势应该大于1V吧。
所以如果电解硝酸银的话，加0.6V的电压，实在不好理解，阳极上究竟是怎么发生反应的。这么低的电压，按理说氧气不能析出呀？
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10楼2012-04-28 21:58:37
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yuquanyao

荣誉版主 (知名作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
如果是两个电极的话，电势并不代表阴极的电势。而是整个电极的电势。测电势的话要用参比电极。
在我们讨论的过程中没有考虑这一点。
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19楼2012-05-01 20:31:02
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普通回帖

yuquanyao

荣誉版主 (知名作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
zlin: ECEPI+1, 鼓励应助~ 2012-04-29 10:26:18
呵呵，看样子你是费了一番脑筋的。
对于阳极的反应，如果阳极不是惰性电极，比如Cu阳极，Ni之类的，在电解过程中失去电子进入溶液中的。惰性电极肯定是溶液中的物质有反应，有析氧的。也有其他离子反应的。
硝酸根是可以反应的，很多实验就是用硝酸铜或者其他的硝酸化合物来反应。具体是什么反应我忘了。好像是可以改变电极附近的pH，使得金属离子与氢氧根反应生成沉淀。
多看看，有知识的。
一家之言，仅供参考。

[ Last edited by yuquanyao on 2012-4-27 at 22:48 ]
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2楼2012-04-27 22:00:35
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belltang

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by yuquanyao at 2012-04-27 22:00:35:
呵呵，看样子你是费了一番脑筋的。
对于阳极的反应，如果阳极不是惰性电极，比如Cu阳极，Ni之类的，在电解过程中失去电子进入溶液中的。惰性电极肯定是溶液中的物质有反应，有析氧的。也有其他离子反应的。
硝酸 ...

嗯，谢谢讨论。 实验中用的是石墨电极。
你的意思是说，参与阳极反应的是硝酸根，虽然不记得生成什么了。
这样，下面的思考方向 是不是就可以把氢氧根排除掉了。
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3楼2012-04-27 22:24:43
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yuquanyao

荣誉版主 (知名作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by belltang at 2012-04-27 22:24:43:
嗯，谢谢讨论。 实验中用的是石墨电极。
你的意思是说，参与阳极反应的是硝酸根，虽然不记得生成什么了。
这样，下面的思考方向 是不是就可以把氢氧根排除掉了。

非常抱歉，我记错了。
硝酸根是可以发生反应，但不是在阳极区，是在阴极区。
如果阳极是惰性电极，溶液中又没有其他的离子，发生反应的就该是氢氧根。
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4楼2012-04-27 22:52:17
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yanbo1986

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
应该就是阴离子的几种反应，记不太清楚氧的析出电位了，好像没有楼主说的那么高，因为水溶液的整个电化学窗口好像才1.23。
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5楼2012-04-27 23:27:32
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belltang

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by yuquanyao at 2012-04-27 22:52:17:
非常抱歉，我记错了。
硝酸根是可以发生反应，但不是在阳极区，是在阴极区。
如果阳极是惰性电极，溶液中又没有其他的离子，发生反应的就该是氢氧根。
de/96/908918_1335538273_938.jpg

硝酸根可以在阴极区放电？ “阴离子”也可以在“阴极”还原？！不能吧。如果能，例如硝酸银溶液中，硝酸根还原电位比Ag离子更正，就会比Ag离子先放电还原，这是没有的现象吧。
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6楼2012-04-28 14:31:50
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yin_nuaa

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
楼主确定 你的所通过的电位没有错误吗，电极的氧化还原电位还与溶液的PH有关，你有没有看看？至于硝酸根离子在阳极发生反应这不大可能， 毕竟N元素非过渡元素，化合价还是比较稳定的。
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7楼2012-04-28 14:57:15
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yuquanyao

荣誉版主 (知名作家)
★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
belltang: 金币+2 2012-04-28 21:42:19
引用回帖:
6楼: Originally posted by belltang at 2012-04-28 14:31:50:
硝酸根可以在阴极区放电？ “阴离子”也可以在“阴极”还原？！不能吧。如果能，例如硝酸银溶液中，硝酸根还原电位比Ag离子更正，就会比Ag离子先放电还原，这是没有的现象吧。

阴极反应是还原电位越正越容易反应。
给你两个文献看看。是我理解错了吗？
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8楼2012-04-28 16:45:58
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belltang

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by yin_nuaa at 2012-04-28 14:57:15:
楼主确定 你的所通过的电位没有错误吗，电极的氧化还原电位还与溶液的PH有关，你有没有看看？至于硝酸根离子在阳极发生反应这不大可能， 毕竟N元素非过渡元素，化合价还是比较稳定的。

是的，目前我觉得还是氢氧根放电 靠谱一点。 我查到了，氧气的过电位没有那么大。 谢谢参与讨论
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9楼2012-04-28 21:42:06
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yuquanyao

荣誉版主 (知名作家)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
belltang: 金币+1 2012-04-29 21:54:46
引用回帖:
10楼: Originally posted by belltang at 2012-04-28 21:58:37:
谢谢参与！ 是的，还原电位越正 越容易在阴极还原。 但是硝酸根是阴离子，带负电荷，只会向阳极迁移，不会达到阴极的。 我开始的时候也没有明确这点。
我现在查到了，氧气的在石墨电极上的过电位在0.6V 左右（ ...

硝酸根向阳极移动。还要考虑离子扩散的影响呢。不能确定是哪个起的主要作用。当硝酸根与阴极表面碰撞时，N就有可能得到电子，进行反应。这个是可以的。
你说的是标准电势和过电势。
而在实际体系中，是不是还要考虑浓度or活度的影响？具体的解释还要看实验现象。
期待你能合理解释实验现象。
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11楼2012-04-28 22:10:12
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zhengwuli

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
个人认为是氧气  至于为什么. 我也不知道

H2O--->1/2 O2+2e-+2H+
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12楼2012-04-28 23:43:21
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tianxiaochun

实习版主 (知名作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
zlin: ECEPI+1, 鼓励应助~ 2012-04-29 10:26:35
你用的两电极体系么？
硝酸根是被还原的  阳极的话铜可能会被溶解的  氧的析出电位也并不是一成不变的 也会与电极的种类有关系哦。
最好能把你的循环伏安曲线图拿出来哦~~~要不也不好分析....
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13楼2012-04-29 09:01:27
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belltang

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
13楼: Originally posted by tianxiaochun at 2012-04-29 09:01:27:
你用的两电极体系么？
硝酸根是被还原的  阳极的话铜可能会被溶解的  氧的析出电位也并不是一成不变的 也会与电极的种类有关系哦。
最好能把你的循环伏安曲线图拿出来哦~~~要不也不好分析....

是的，两电极系统， 石墨做阳极。

硝酸根也还原？在阴极还原?! 它是负电离子，也可以在阴极还原吗？

没有循环曲线。 因为不是做电化学，而是电沉积Ag纳米线。（在氧化铝模板中，Au膜做电极。）
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14楼2012-04-29 21:54:18
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tianxiaochun

实习版主 (知名作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
14楼: Originally posted by belltang at 2012-04-29 21:54:18:
是的，两电极系统， 石墨做阳极。

硝酸根也还原？在阴极还原?! 它是负电离子，也可以在阴极还原吗？

没有循环曲线。 因为不是做电化学，而是电沉积Ag纳米线。（在氧化铝模板中，Au膜做电极。）

那就相当于在Au上面沉积Ag了？
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15楼2012-04-29 22:43:59
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belltang

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
15楼: Originally posted by tianxiaochun at 2012-04-29 22:43:59:
那就相当于在Au上面沉积Ag了？

是的
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16楼2012-04-29 22:47:57
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tianxiaochun

实习版主 (知名作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
16楼: Originally posted by belltang at 2012-04-29 22:47:57:
是的

那只需要关注阴极还原喽~   为啥不用三电极体系呢？
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17楼2012-04-29 22:49:44
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belltang

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
17楼: Originally posted by tianxiaochun at 2012-04-29 22:49:44:
那只需要关注阴极还原喽~   为啥不用三电极体系呢？

开开始，以为只是电沉积，或者说，这个已经很成熟了，实验室里历来都这么沉积。阴极上Ag的析出是没有问题的。所以也一直没有关注阳极，关注整个体系吧。 只是我最近突然想到这个问题了，一直想不明白，不是化学专业的，所以也有些知识欠缺。
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18楼2012-04-29 22:53:04
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买酒白云边

金虫 (知名作家)
★
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我不知道哪些个原理 很负责任的告诉你 还是会析出氧气的 用石墨棒丢到试管里收集出来的肯定是氧气
因为你的电压给的整个石墨电极 它上面的电位不是均匀分布的 你计算的达不到析出电位 实际上一些高电位的区域还超过了、否则你的银和铜是不会析出的
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20楼2012-05-02 08:30:02
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Da-Cui

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
2楼: Originally posted by yuquanyao at 2012-04-27 22:00:35
呵呵，看样子你是费了一番脑筋的。
对于阳极的反应，如果阳极不是惰性电极，比如Cu阳极，Ni之类的，在电解过程中失去电子进入溶液中的。惰性电极肯定是溶液中的物质有反应，有析氧的。也有其他离子反应的。
硝酸根 ...

请问下您知道这个反应的具体原理是什么吗？
硝酸根离子得电子被还原成亚硝酸根或者铵根。可是到底什么东西被氧化了？
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21楼2015-05-08 01:12:39
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费托合成

新虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
你好，您的问题解决了嘛？我也在电沉积的时候一直有这个问题

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22楼2018-06-27 23:36:21
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