电化学位能

电化学位能用来表述电沉积过程中阴极反应所需能量，当金属电极置于电解液中时，在金属与电解液截面形成所谓双电层而产生电位差，该值称为金属在它的盐溶液中的电位，亦为金属给出电子能力的电化学位能。平衡电位取决于溶液中离子的浓度或活度和溶液的温度，一般把在25℃下含有单位离子活度的电位称为标准电极电位，通常用ψ°表示。不同金属的标准电极电位是不同的。当金属电极置于含有同种金属离子的电解液中，金属与该溶液之间就进行离子交换，交换达到平衡时的电极电位称为金属的平衡电位。电沉积必须靠外部电源给系统提供能量，因此，必须给系统通以电流。所谓极化，是当电流通过电极时，电极电位偏离平衡电位的现象。极化现象使阴极电位从原来的平衡电位向负方向移动，从而使阴极获得过电位。1

相关概念——电沉积在电镀槽中，将浸在镀液中的被镀件与直流电源负极相连接(组成阴极)，将要镀覆的金属与直流电源的正极相连接接(组成阳极)，镀槽里的镀液中含有镀层金属的离子，接电源，镀液中的金属离子便在阴极上沉积形成镀层。

金属在阴极上电沉积可以分为三个过程。电沉积示意图如右图所示。首先，阳极金属表面的离子与水分子结合成水化离子，水化离子向阴极扩散，由镀液内部移到阴极表上；然后，金属水化离子脱水并与阴极电子反应生成金属原子。最后，金属原子在阴极上排列生成一定形状的金属晶体，并与基体相结合。1

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李斌 - 副教授 - 西南大学