电化学反应对技术和人体内的许多过程至关重要,其涉及电子从一种化学物质转移到另一种化学物质。这类反应称为还原-氧化反应,或简称氧化还原反应。
当一个物种失去电子时,它发生氧化,我们称其被氧化。当一个物种获得电子时,它发生还原,我们称其被还原。在电化学原电池中,氧化还原反应自发进行,从而产生电能。然而,在电解池中,外加电能促使氧化还原反应发生。
电解池由称为电解质的反应溶液组成,其中包含被氧化或还原的化学物质以及为实现电子流动所需的离子。电解池包含两个浸入电解液中的金属电极。外部电路将这两个电极连接起来,从而构成完整电路,使我们能够施加电压或电流。
外加的电流或电压是引起电化学反应发生的原因。氧化半反应发生在阳极,还原半反应发生在阴极。为了帮助你区分两者,可以记住短语“red cat”,其含义是“还原发生在阴极”(reduction at cathode)。
但是我们如何确定哪个是哪个电极呢?我们可以利用金属电极的标准还原电位,这是衡量金属失去电子倾向的指标。还原电位越高,金属越容易被还原。
假设我们将银电极和铜电极置于一个电解池中并施加电流。银电极具有较高的还原电位,因此被还原并作为阴极;铜电极具有较低的还原电位,因此被氧化并作为阳极。
电解池的一种用途是进行电镀,这是一种金属被氧化后在另一种金属表面被还原的反应。由于阳极是进行镀层的金属,在银和铜的例子中,银电极表面会被镀上一层薄薄的铜。
在本实验中,您将组装一个电解池,并通过在黄铜钥匙上镀铜来完成电镀过程。
电化学
电化学是化学的一个分支,用于描述和测量电能与化学变化之间的关系。电化学反应涉及电子从一种物质向另一种物质的转移。如果反应是自发的,则可能产生电流;如果反应非自发,则可通过施加电流来驱动反应。
在电化学中,关键反应是氧化还原反应,简称氧化还原反应。氧化还原反应由两个半反应组成:氧化反应,即被称…