什么是電極的極化

2024-11-22

電極的極化現象：
主要相對于電極的平衡狀態，電極電位偏離平衡電位的現象叫做極化。處于平衡
狀態的電極體系中，氧化反應速度等于還原反應速度。氧化反應的電流i_a與還原
反應的電流i_c相等，方向相反，凈電流為零。這時施加一個擾動，平衡被打破，
氧化反應速度與還原反應速度不相等，i_a不等于i_c，產生凈電流，電極失去了原
平衡狀態，便產生了極化。
電極極化的原因：

那為什么會產生極化現象呢？當有電流通過電極時，電極/溶液界面會發生新的變化，如下圖所示，電子會在雙電層處累積(圖1b)， 這個時候只有界面反應的速度足夠快，電子才會立馬被消耗掉，不會產生積累的情況, 造成相間電位差的變化,從而保持住未通電時的平衡狀態。但是消耗電子的速度，即電極反應速度往往是要小于電子運動速度，電子便會在雙電層區域累積，電場強度增加，電位增大，進一步加快反應速度，穩定后電極與溶液界面再次形成雙電層結構(圖1c)。

圖1電極/溶液界面平衡時a、通電流b、再次穩定后c的界面狀態

可見,有電流通過時,產生了一對新的矛盾。一方為電子的流動，它起著在電極表面積累電荷，使電極電位偏離平衡狀態的作用，即極化作用;另一方是電極反應，它起著吸收電子運動所傳遞過來的電荷,使電極電位恢復平衡狀態的作用,可稱為去極化作用。電極性質的變化就取決于極化作用和去極化作用的對立統一。大連捷曼科技有限公司在與中國科技大學合作過程中，針對極化實驗研制了一款型號為JMPHV-P2-20mA脈沖電源，應用到了實驗中。

也就是說，有電流通過時，陰極上，由于電子流入電極的速度大，造成負電荷的積累;陽極上，由于電子流出電極的速度大，造成正電荷積累。因此，陰極電位向負移動，陽極電位則向正移動，都偏離了原來的平衡狀態，產生所謂"電極的極化"現象。由此可見，電極極化現象是極化與去極化兩種矛盾作用的綜合結果，其實是電極反應速度跟不上電子運動速度而造成的電荷在界面的積累，即產生電極極化現象的內在原因正是電子運動速度與電極反應速度之間的矛盾。一般情況下,因電子運動速度大于電極反應速度，故通電時，電極總是表現出極化現象。