陰極(Cathode)是電化學反應的一個術語。指的是得電子的極,也就是發生還原反應的極。在原電池中,陰極是正極;電子由負極流向正極,電流由正極流向負極。溶液中的陽離子移向正極,陰離子移向負極。在電解池中陰極與電源的負極相連。陰極總是與陽極( Anode )相對應而存在的。
中文名稱 | 陰極 | 外文名稱 | cathode |
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作用? | 原電池/電解池中的一極 |
電解:使電流通過電解質溶液而在陰陽兩級引起氧化還原反應的過程。
電解池:借助氧化還原反應,將電能轉化為化學能的裝置,如電解飽和食鹽水。
陰極發生還原反應
電子從外加電源的負極流出,流到電解池的陰極,再從陽極流回電源正極。
陰極:與電源的負極相連。在陰極上發生還原反應的是溶液中的陽離子。當溶液中存在多種陽離子時,按金屬活動性順序,越不活潑的金屬,其陽離子的氧化性越強,越容易被還原。在水溶液中,鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原。
定義1:通過降低腐蝕電位獲得防蝕效果的電化學保護方法。應用學科:船舶工程(一級學科);船舶腐蝕與防護(二級學科)
定義2:將被保護金屬作為陰極,施加外部電流進行陰極極化,或用電化序低的易蝕金屬做犧牲陽極,以減少或防止金屬腐蝕的方法。應用學科:海洋科技(一級學科);海洋技術(二級學科);海水資源開發技術(三級學科)
定義3:通過降低腐蝕電位而實現的電化學保護。應用學科:機械工程(一級學科);腐蝕與保護(二級學科);電化學腐蝕(三級學科)
陰極保護技術是電化學保護技術的一種,其原理是向被腐蝕金屬結構物表面施加一個外加電流,被保護結構物成為陰極,從而使得金屬腐蝕發生的電子遷移得到抑制,避免或減弱腐蝕的發生。
陰極原電池構成
負極: 發生氧化反應
電子由負極釋放,經外電路沿導線流入正極,電解質溶液中的陽離子移向正極,在其表面的電子被還原,形成一個閉合回路。
a.活潑性不同的金屬。活潑性強的金屬就是負極--鋅銅原電池,鋅作負極,銅作正極; b.金屬和非金屬(非金屬必須能導電),金屬是負極--鋅錳干電池,鋅作負極,石墨作正極;
c.金屬與化合物,金屬是負極--鉛蓄電池,鉛板作負極,二氧化鉛作正極;
d.惰性電極,實質是氫為負極--氫氧燃料電池,電極均為鉑。
萬用表檔位在直流2V檔,一端搭接參比電極,一端搭接管道,保護電位在-0.85v到-1.2V之間就是正常的。
陰極保護是一種用于防止金屬在電介質(海水、淡水及土壤等介質)中腐蝕的電化學保護技術,該技術的基本原理是對被保護的金屬表面施加一定的直流電流,使其產生陰極極化,當金屬的電位負于某一電位值時,腐蝕的陽極溶...
陰極保護是一種用于防止金屬在電介質(海水、淡水及土壤等介質)中腐蝕的電化學保護技術,該技術的基本原理是對被保護的金屬表面施加一定的直流電流,使其產生陰極極化,當金屬的電位負于某一電位值時,腐蝕的陽極溶...
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電解銅 銅的電解提純:將 粗銅(含銅 99 %)預先制成厚板作為陽極, 純銅制成薄 片作陰極,以 硫酸 (H2SO4) 和硫酸銅 (CuSO4) 的混和液作為電解液。通電后 , 銅從陽極溶解成銅離子 (Cu) 向陰極移動,到達陰極后獲得 電子而在陰極析出純 銅(亦稱電解銅)。粗銅中雜質如比銅活潑的 鐵和鋅等會隨銅一起溶解為離子 (Zn 和 Fe)。由于這些離子與銅離子相比不易析出,所以電解時只要適當調節電位 差即可避免這些離子在陽極上析出。 比銅不活潑的雜質如金和銀等沉積在電解槽 的底部。 這樣生產出來的銅板,稱為“電解銅”,質量極高,可以用來制作電 氣產品。沉淀在電解槽底部的稱為“陽極泥”,里面富含金銀,是十分貴重的, 取出再加工有極高的經濟價值。 中華人民共和國國家標準 GB/T 467—1997 陰極銅 前 言 本標準是參照 ASTMB115-93《陰極銅》對 GB467-82《電解
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As Sb Bi Fe Pb Sn Ni Zn S P 99.95% 0.0015 0.0015 0.0006 0.0025 0.002 0.001 0.002 0.002 0.0025 0.001 As Sb Bi Fe Pb Sn Ni Zn S P 99.9% 0.005 0.005 0.001 0.007 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 標準陰極成份含量 銅不小于 雜質不大于 銅不小于 雜質不大于 粗電積銅成份含量
陰極的材質、聚集狀態和表面特性對陰極過程都會有影響。例如,本來不能通過水溶液電解提取的堿金屬、堿土金屬和稀土金屬,但在使用汞或汞齊液態陰極的情況下,一方面靠氫在汞陰極上的極高超電位,另一方面靠與汞形成汞齊,降低了其在陰極中的活度使金屬電位變得更正,而能有效地進行陰極還原析出。
電解質體系 有機溶劑電解質體系因不存在氫的析出問題,某些活潑金屬可以從這種電解質體系中陰極還原析出。例如,可以自醚的溶液中電解鋁和鎂。
金屬配位離子陰極還原特點 金屬配位離子的陰極電還原過程需在更負的陰極極化還原電位下進行。金屬的還原析出不是配位離子先離解出簡單金屬離子,再由后者放電析出;而是配位離子在陰極上通過減少配位數或交換配位體轉化為“表面配合物”后直接放電析出的。電解金屬配位離子通常都能獲得細結晶的陰極沉積金屬。
影響因素 陰極過程受陰極的材質和狀態特點的影響甚大,可以是金屬離子被還原成更低價態乃至被還原呈游離金屬析出,也可以是H 的放電呈氫氣析出。影響陰極過程的主要因素有超電位、陰極性狀和電解質體系。
超電位金屬離子陰極還原的超電位一般都很小,而氫卻相當大。氫由于在標準還原電位比其更負的某些較活潑金屬如鉛、錫、鋅等上面具有很高的活化超電位,使得其析出所需的極化還原電位變得比這些金屬的更負。結果,即使在酸性水溶液中電解,陰極過程基本上也不是H 離子的放電析出,而是這些金屬離子在陰極上進行被還原成游離金屬的電結晶過程 。
利用電化學阻抗(Els)技術研究了N80鋼在不同介質條件下CO2腐蝕過程中可能存在的陰極反應及其反應速度。結果表明,N80鋼在CO2腐蝕環境下存在H 和H2O以及H2CO3,HCO3-的還原反應、但在不同條件下各個還原反應的速度并不相同 。在酸性的飽和CO2溶液中,H 的還原控制著陰極反應速度,HCO3-和H2CO3的還原反應速度較?。辉谥行缘娘柡虲O2溶液中,陰極過程以HCO3-和H2CO3的還原為主,H 的還原反應速度比較微弱;在堿性的NaHCO3溶液通入CO2后,HCO3-的還原控制著陰極反應速度。在以上條件下,H2O的還原速度比較微弱,還不會對陰極交換電流產生影響。