在標準狀態下,在酸性介質中,以電池方式完成反應
現在要使反應逆轉,即擬以電解的方法完成下面的反應
理論上要加1.23V的直流電即可。1.23V成為理論分解電壓。實際情況如何?看如下的實驗數據—電解池的電流隨外電壓變化的情況。當外電壓小時,電解池的電流極小且變化很不顯著。當電壓超過1.70V后,電流明顯增大,兩極有大量氣泡,電解明顯發生,則1.70V被稱為分解電壓。
分解電壓與理論分解電壓之間的差稱為超電壓。電解過程中超電壓的產生和兩極反應的超電壓有關,它直接受極板材料和析出物質的種類影響。
例如,電解CuSO4溶液,陰極產物是Cu。這與根據電極電勢判斷的結論是一致的。
以Zn為電極電解ZnSO4的水溶液時,根據電極電勢判斷的結論是在陰極產生H2,而實際上是Zn在極板上析出。原因何在?原因就是H2在Zn極板上析出時的超電壓很大(-0.77V),Zn的標準電極電勢為-0.76V,比H2在鋅上的超電勢數值大,所以Zn會優先析出,在極板上沉積。
更活潑金屬的電解產物通常符合標準電極電勢的判斷。 以電解MgSO4為例,Mg(H2O)62+的標準電極電勢為-2.37V,值過于小,即使考慮超電壓進行修正后H+的電極電勢依然遠高于Mg的電極電勢,故電解MgSO4的水溶液時仍得到H2。
電解中存在諸如超電勢這樣的動力學問題,不能僅根據熱力學數據就下結論。