百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



电解水生成的氢分子中两个氢原子来自同一水分子还是两个? 第1页

  

user avatar   windskymagic 网友的相关建议: 
      

两个水分子。

酸性溶液中,氢气来源于H+,不存在此问题;

碱性和中性溶液中,一般认为hydrogen evolution reaction的机理如下:[1]


第一步是水分子的吸附,也就是Volmer reaction:

M+H2O+e−→M−Hads+OH−

其中M是催化剂金属,M-Hads表示在催化剂表面吸附的H原子。

注意,这里水分子中的两个氢原子一个被催化剂吸附,另外一个则以游离的氢氧根离子的形态存在。


第二步根据不同的动力学活性,有两种不同的过程:

1. 电化学脱附机理,也就是Heyrovsky reaction:

M−Hads+M+H2O+e−→2M+H2+OH−

在此过程中,吸附的H原子和水里面的H原子结合形成了氢气。


2. 化学脱附机理,也就是Tafel reaction:

M−Hads+M−Hads→2M+H2

在此过程中,两个吸附的H结合形成了氢气。


不同的反应机理可以通过塔菲尔斜率来检验。

可以看到,根据机理的不同,H2的另外一个H原子要么来源于另一个水分子,要么来源于另一个被吸附的氢原子。无论如何,都不会来自OH-,也就断绝了氢气分子中的两个氢来源于同一个水分子的可能。


注:有兴趣的可以去看看电解水的另外一个半反应,氧析出反应的历程,加深理解。

参考

  1. ^ https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/hydrogen-evolution-reaction



  

相关话题

  盐酸在药物里到底起什么作用? 
  在太阳表面取一小勺物质,在 1 个大气压下冷却至室温会得到什么?除了飘散的氢气和氦气外能留下什么? 
  化学渗透假说中,H+究竟是怎样通过电子传递链而被逐出到线粒体膜间隙中的?目前有哪些假说或理论? 
  人类能获得的密度最大的宏观液体是什么? 
  最近热播的视频蔬菜蔫了泡水新鲜是什么手法? 
  酒精灯的燃烧用酒精的浓度会影响它本身(溶液)的热值吗? 
  有没有可能有一种外星生物靠氯气或氟气生存? 
  微观世界有哪些超乎想象的现象? 
  硫代硫酸钠溶液和硝酸银溶液反应,为什么有时生成硫化银沉淀,有时却生成硫代硫酸银配离子? 
  生化环材领域有过哪些经典和优雅的成功的理论? 

前一个讨论
你每个月的工资够看几颗牙?
下一个讨论
「活跃回答者」的规则是什么?





© 2025-04-24 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2025-04-24 - tinynew.org. 保留所有权利