肼。哈伯指出，硝基苯在碱性溶液中按下列反应快速生成偶氮苯：
2RN02+3RNFINHR=RNONR+3RNNR+3H20⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)
哈伯认为，在碱性溶液中，用低氢超电势的阴极电解硝基苯，主要产物是氧化偶氮苯；使用高氢超电势 的阴极电解硝基苯，还原作用更强，得到二苯肼，最终生成苯胺。
哈伯还研究了在酸性溶液中硝基苯的电解还原作用，发现反应(1)变得非常慢，但在强酸性溶液中，苯 胲迅速转变成对氨基苯酚，二苯肼转变成联苯胺，主产物有对氨基苯酚、联苯胺和苯胺，比例由酸的浓度决 定。
哈伯的成功，举世注目，成为他在电解还原和氧化领域研究的极大推动力o  1898年，在进入卡尔斯鲁 厄技术大学4年后，哈伯被提升为副教授，年仅30岁。同年，他的第一部著作《工业电化学的理论基础》问 世，进一步提高了他的声誉。他已经创立了一个公认的电化学学派。这是他创造力最为旺盛的时期，但持 续的超强度工作，损害了他的健康。他对工作的专注，达到忘我的境界。在早期的研究生涯中，他仅仅在

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他意气相投的朋友小圈子中，寻找短暂的放松。和他交往的多是些教师、作家和艺术家，哈伯喜欢和他们 一起高谈阔论，但即使在这种场合，也不愿让自己的脑子休息。1902年，哈伯被德国本生学会作为代表派 去参加美国电化学会年会，由此可以看出哈伯的声誉。他出众的才华和严谨的态度，给美国同行留下了深 刻的印象。他在会所作的长篇报告，获得了欧洲和美国化学家的好评。该报告于1903年发表在《德国电 化学学报》，被认为是电化学工业史上具有永久价值的杰出文献。
2．电极过程的本质。在早期的电化学还原研究之后，哈伯开始关注电极过程的本质问题。经过一系 列研究，提出了一个通用的理论，它既适用不可逆还原过程，如硝基苯的还原，又适用可逆还原反应，如奎 宁一醌醇体系。通过对极化曲线进行详细研究，他认为，电极上直接的离子放电是一个非常快速的过程， 如果其中含有较慢的化学变化，那一定会出现化学极化，化学极化在一定程度上取决于化学变化的速率。 他相信这是一个基本的并能得到实验验证的理论。对于不可逆还原反应，在静态下阴极上氢的有效浓度 (或溶解压)和阴极电势，由电极上氢的消耗速率(=k，(D][H]“，其中D代表去极剂)和生成速率(=k2i，其 中i表示电流密度)达到的平衡来决定。该电极反应可表示为：D+nH=DH|I，得出阴极电势E的表达式：E
=常数+RT／(nF)log([D]／i)，这个式子能很好地说明E，i和[D]三个变量之间的关系，但在定量计算时，必 须在对数项前乘以一个大于1的经验因子，才能与实验结果相吻合。哈伯无法解释，只能试探性地归结于 某种电极反应的阻力。他认为，常数项包含了电极金属的特殊催化效应。不可逆还原的问题，并没有得到 完全解决，哈伯理论中一些假设的正确性亦值得怀疑，但它对电化学发展的巨大推动作用得到了举世公 认。几年后，他对奎宁一醌醇体系的可逆氧化还原反应发生了兴趣，获得一些有实际价值的成果，建立了 电极过程的可逆性理论和醌氧醌电极理论。当时，他的主要兴趣是电极过程的本质和反应速率，并没有强 调将它用于氢离子浓度的测定。他认为，对称的阴极极化曲线和阳极极化曲线，是由于电极上慢的反应 C6 H402+2H=C6H4(OH)2和快的离子反应2H++2e=2H共同作用的结果，慢的化学反应决定电极过程的 速率。他通过其它实验，支持了他的这种观点。
3．燃料电池、玻璃电极。和同时期的其他电化学家一样，哈伯也对燃料电池有浓厚的兴趣。在这种电 池中，氢气、碳、一氧化碳或其它燃料，能在较低的温度下通过氧化还原反应产生电流。由于它差不多能利 用氧化过程的全部自由能变，它无疑会对电能的生产带来革命性的影响。哈伯研究燃料电池，并不是为了 这个目的，他是为了找到一种测定氢气、碳、一氧化碳的氧化反应自由能变的新方法。“Jaequel电池” c   NaOH(熔融)I  Fe(空气)，引起他的注意，开始研究这种电池。这种电池中，碳溶解后生成碳酸盐，能产 生稳定的电流，电压约1伏特，产生的电能和碳的燃烧热大体相当。当时人们推测，电池反应为：C+02+
20H一=C032一+H20，铁在纯的氢氧化钠中充当氢电极。哈伯经过精心研究，证明该电池并非原先认为的 碳一氧化电池，而应该是氢一氧化电池，铁实际充当了可逆的氧电极。他用铂替代铁，发现能产生和铁相 同的电势。他认为，碳电极的电势也并不是由“C—CO，2一”这个过程所决定，因为用Na2C03做电解液，电 池无法工作。他发现，由于发生了化学反应：c+H’O+2NaOH=Na2C03+2H2，释放出活泼的氢，故碳电极 直接充当氢电极。哈伯指出，这种氢氧燃料电池的电动势，与根据氢氧反应生成水的热力学自由能方程的 计算值一致。由于首次发现了可逆的氧电极，哈伯迅速将它用于气体电池，以便研究高温氧化反应。通过 涂有铂或金的薄玻璃膜或陶瓷膜做电极连接两种气体，克服了熔融碱造成的温度和气体浓度的限制，如电 池：空气I Pt I热玻璃l Pt   CO+c02，电动势约1伏，总电池反应：CO+1／202=C02(电极反应11202+si02(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）