關於此實驗
連接虛擬電解池，將硫酸銅與惰性陽極或可溶性銅陽極進行比較，然後切換至硫酸鈉溶液中的水分解。改變電極間距、面積和電壓，同時測量電荷量、析出的銅量和氣體體積。
學習目標
- 確認氧化發生在正極（陽極），還原發生在負極（陰極）。
- 將產物的量與電荷量而非僅與電壓連結起來。
- 說明可溶性銅陽極的作用。
使用方法
- 1閉合電路接點並啟動電源。經過固定的通電時間後，記錄電流和產物。
- 2保持其他設定不變，增大電極間距並比較電流。
- 3將惰性陽極換成銅陽極，並比較離子濃度。
- 4反轉極性，並確認還原和氧化分別移至何處。
模型
假設
- 電阻是根據初始濃度、面積和間距設定的示意性固定函數；它不描述電極動力學或電導率的變化。
- 使用惰性陽極進行銅沉積時，反應起始電壓為 1.5 V；可溶性銅轉移時為 0.2 V；水分解時為 1.8 V。這些是模型設定值，並非普遍適用的閾值。
- 所有電流都會產生所列出的反應產物。惰性陽極上的銅沉積會在 Cu²⁺耗盡時停止，而不會轉為其他陰極反應。
- 可溶性銅陽極的初始質量為 2 g。氣體體積以 298.15 K 和 1 bar 為準。電極外觀為示意圖。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼可溶性銅陽極能使理想電解液中的銅離子濃度維持不變？
- Q2反轉電源極性後會有什麼變化？
常見問題
斷開電路會使已收集的產物消失嗎？
不會。暴露計時會暫停，電流變為零，但已生成的銅和氣體仍會保留。
真實電解槽中的銅離子耗盡後，反應一定會停止嗎？
在真實電解槽中，其他反應可能會接替進行。本模型會刻意停止，而不加入未建模的產物生成途徑。