電化學

貴金屬(Noble metal)

貴金屬(Noble metal)
國立新莊高級中學陳偉民退休教師

貴金屬與大多數卑金屬(base metal)不同,在潮濕空氣中能抗腐蝕及抗氧化。因為在地殼中含量稀少,它們通常很貴重。一般認定的貴金屬包括(依原子序由小到大排列):釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉑和金。有些學者則把汞或錸,也當成貴金屬。另一方面來說,雖然事實上,鈦、鈮和鉭都非常能抗腐蝕,但並未被歸類為貴金屬。貴金屬不應與另一種貴重金屬(precious metal)混淆(雖然許多貴金屬都很貴重)。

陰極保蝕

陰極保蝕 (Cathodic Protection)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

陰極保蝕(cathodic protection),是利用電化學原理,在一個電化學系統當中,陽極的金屬會氧化,而成為金屬離子溶入電解質溶液當中;而陰極則會產生還原反應,使得在溶液當中的一些金屬離子,或者是能夠被還原的物質在陰極上面還原。由於陰極的金屬在此情況下,並不會溶解到溶液當中,換言之保護位於陰極金屬不被侵蝕。

賈法尼電池

賈法尼電池(Galvanic Cell)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

賈法尼電池(Galvanic Cell),將自發性氧化還原化反應產生的化學能轉換成電能用以做功的裝置,例如鋅銅電池。(圖一)又稱作伏打電池(Voltaic cell,注意不是伏打電堆voltaic pile),是電化電池(Electrochemical cell)的一種。

圖一、賈法尼電池(圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Galvanic_Cell.svg)

電解質溶液中的電化學

電解質溶液(Electrolyte Solution)中的電化學(Electrochemistry)
高雄女中化學科陳文靜老師

當電極安置在電解溶液有電壓產生時,電解溶液將可導電。電子,一般不可能在電解質溶液中傳遞; 反而是在陰極發生接收電子,在陽極產出電子並且電子離開陽極的化學反應方式發生。結果,在電解質陰極附近有負電荷電子雲,且在陽極附近有正電荷。離子在電解質溶液中移動以平衡這些電量,以便反應可以繼續,電子可以不斷地流動。 例如:在平常的鹽水中(食鹽水,NaCl)陰極反應: 2H2O + 2e → 2OH + H2 且會產生氫氣氣體;陽極反應如下: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e 且氧氣氣體將被放出。帶正電荷鈉離子Na+朝陰極移動以中和那裡的OH的負電荷,同時,帶負電的氯離子Cl將朝陽極移動以中和陽極H+正電荷。若無電解質的離子,電極附近的電荷將減緩電子流動; H+OH在水中電極間的擴散將比一般的鹽類離子花更多時間。在其他系統,電極反應可能包含電極金屬與電解質離子。電子設備中其金屬/電解溶液介面會產生有用效能的化學反應就是利用電解質的導電性。