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电极过程动力学

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电化学电极过程动力学复习,难点、习题电化学池与溶液电化学,电化学热力学和电极过程动力学各部分的关系eeHSO4=-II电解池电解池电源-电化学热力学I>0主要研究单个电极注重发生在界面的电极过程电极反应速率,j~ η曲线电解质溶液溶液中部仅发生电迁移不关心电极上反应细节主要研究离子电迁移过程研究离子间相互作用I→0 (可逆状态)以电池整体为主要出发点电池电动势-界面电势的贡献传质过程(扩散极限电流)jd 影响传(电)荷过程传质过程(扩散极限电流)jd 影响传(电)荷过程电极过程动力学电极过程动力学控制电化学过程加快或减缓电化学反应速度(电流)超电势(电化学,浓差)极化现象三(二)电极体系j0 ,η,α,B-V 方程,Tafel公式极化曲线
要点:如何检测和分析电解池中的电流即画出电解池中的I -V极化曲线Pb2PbPbO2电源方程Ox ze RedRTzFjjcccηβηαexpexp0aaaηαηβ超电势-电流曲线jjajc交换电流密度对i-η曲线的影响电荷传递系数对i-η曲线的影响阴极阳极
0
5.(本题6分)请在下面给出的同一坐标上粗略画出(a),(b)条件下的二条极化曲线(忽略浓差极化和电阻极化) (a)j0大, α=b) j0小, α= 0.25mVzσρ>jjcρ≈ηαexp0ccjlgααη=ccjbalog=ηTafel曲线阴极超电势阳极超电势II-I电化学池rj电极-II腐蚀体系极化曲线图Icorrcorr腐蚀电流腐蚀电势电解电池I-V曲线IA电池电压电解电压电解电压输出电压电解池原电池阴极电位阳极电位电池电动势(唯一)电极电势(唯一)液相中的三种传质过程过程起因迁移电场梯度扩散浓度梯度自然对流重力梯度对流强制对流密度梯度搅拌注意其所传输的物种及发生在溶液体相或在固液界面电极界面溶液层的几部分)(sbCCtDzFδ反物浓度体相电极溶液浓差极化曲线cdd=ln,扩ηjd浓差,电化学,电阻的极化曲线η电阻η浓差η电化学η=η电化学η浓差η=η电化学η浓差η电阻η氢电极的极化曲线示意图H 离子的还原和析出氢气过程H3OH3OH3OadHad迟缓放电机理Volmer反应氢超电势Hydrogen Overpotential
1. H3O从溶液本体扩散
2. H3O穿越双电层至表面
3. H3O在电极上放电,形成吸附H 电化学脱附机理Heyrovsky反应表面复合脱附机理Tafel反应
3, 4(a), 4(b) 皆可能为速度控制步骤当4(b)为控制步骤
2 [2iradFkjΗ=(忽略逆过程)
[lnΗ = ηΗ=ΗFcradiradexp[Η=Fkjη2clg
注意: 没有α!控制步骤av bv氢超电势金属
3 1.0~高 0.5~中Ag,Ni(碱性)4b 0.1~低Pt,Pb,Rh.=α电化学方法的主要优点
1. 通过方便调节电极电势显著地改变反应速度
2. 较易控制电极反应方向
3. 电极反应一般在常温常压下进行
4. 反应所用氧化剂或还原剂为电子, 环境污染少学习重点物理化学固态电化学光电化学生物电化学量子化学统计热力学溶液电化学(电解质溶液)平衡态电化学热力学电极过程界(表)面电化学动力学

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