作者Electroche (Comehereforyou)
看板Chemistry
標題Re: [高中] 電解質水溶液的導電
時間Fri Dec 3 18:51:33 2010
用個比較簡單的子來舉例好了
原PO的問題應該是 既然加入電解質可以幫助提升電流(反應速率)
那為什麼氧化還原的不是電解質(氯化鈉)而是水
用個比較common的例子 國中所學的鋅銅電池
鋅銅電池在硫酸鋅和硫酸銅兩個槽體之間還會加入另一條U型管 鹽橋
鹽橋是灌滿氯化鉀溶液連通兩個槽體
國中老師應該都會說鹽橋是連通兩個槽體的迴路(我國中也是這樣認為= =")
其實這句話只解釋了一半 鹽橋的功能還有一個重要目的 消滅LJP
LJP全名叫做Liquid Junction Potential
簡單來說就是離子移動速度的差異造成電位差產生
當溶液中 陰 陽離子移動速度不同時
其中一端累積較多的離子就會形成一個電動勢
當鋅銅電池反應時 陽極槽累積鋅離子 陰極槽累積硫酸根離子
如果鹽橋只是要連通兩個槽體迴路
那大可直接灌純水極可 不必大費周章灌氯化鉀溶液
因為鹽橋功能不只在於連通迴路 還要消滅陰陽兩極反應形成的電位降
鋅離子 硫酸根離子跑得很慢
氯離子和鉀離子離移動速率很快且移動速率相近
所以可以快速去中和兩個槽體累積的電位降
氯離子去陽極中和鋅離子 鉀離子去陰極中合硫酸根離子
回到原PO所問的電解水
電解水兩個反應的反應物其實很多(水 氫離子) 多到不用錢XD
但是在快速反應下 兩個極板表面都會累積大量離子
陽極氧化水產生氫離子 陰極還原氫氣留下氫氧基
而水中離子少 移動速度慢 會在兩個極板間與bulk phase間形成很大的LJP
故加入氯化鈉就扮演類似鹽橋的功能
這是在動力學上增加反應速率(少電解質時電荷跑得慢 加入電解質跑得快可以中和LJP)
而氯化鉀本分氧化還原電位又比水高
這是熱力學上限制他們的反應不能發生 所以"少量"氯化鈉可以使電解水反應速率提高
那反應得以進行
這樣比較容易理解了吧!! :P
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◆ From: 140.112.230.220
1F：推 cory8249:萬分感謝大大如此用心的解釋 現在大致能夠理解了 12/03 23:27
2F：→ cory8249:簡單來說 就是最初少量水電解後 留下來的H+/OH- 形成LJP 12/03 23:54
3F：→ cory8249:然後LJP又與原本外加電壓方向相反 所以導致原本的電位差 12/03 23:56
4F：→ cory8249:被破壞 故無法繼續導通電流 因此加入電解質 12/03 23:56
5F：→ cory8249:電解質的離子分別往兩邊跑 讓電極附近的離子整體趨於 12/04 00:02
6F：→ cory8249:電中性 抵銷氧化還原產物的LJP 讓電路繼續導通 12/04 00:02
7F：→ cory8249:///以上,我這樣理解正確嗎?? 12/04 00:03
8F：→ Electroche:還是打錯好多字="= You got it!! 12/04 17:58
9F：推 cory8249:不過我又想到一個問題 :電解質離子終究還是會用完吧?? 12/04 19:16
10F：→ cory8249:所以說少量電解質水溶液的電解 反應過不久就會停止囉?? 12/04 19:17
11F：→ Electroche:反應會不會進行是由熱力學決定 看其化學勢能 12/04 20:40
12F：→ Electroche:當Chemical potential等於0 反應達平衡 就不再發生變化 12/04 20:41
13F：推 cory8249:謝謝大大的用心講解 12/07 19:44