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平衡态电化学 化学电池 浓差电池 电极过程动力学.

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1 平衡态电化学 化学电池 浓差电池 电极过程动力学

2 电极过程动力学 Electrode Kinetics 极 化 Polarization

3 一. 电流密度与反应速率 反应速率 (表面反应) r r

4 i Pt 或 Pt/c Hg 1.24 1.67 3.5 分解电压 Vd / V

5 Voltage of Decomposition
二. 分解电压 Vd Voltage of Decomposition 使一个自发电池反应以可见速度逆转时所需加的最小电压

6 p. 398 I C V = Vd + IR B A Vd V 典型的I~V曲线

7 Vd = Er + Eir + IR’ 三. 极化 Polarization 电池(电极)工作时的 电(动)势与平衡电(动)势
发生偏离的现象 Vd = Er + Eir + IR’ 分解电压 可逆电动势 偏离电动势值 电池内阻

8 四. 超电势 (过电压)  Overpotential 1899年 Eir > 总 Eir= 阴 + 阳 =  c +  a

9 总 = 阴 + 阳 (  c +  a )

10 P.397 五. 超电势的测量

11 三电极体系 五. 超电势的测量 研究(工作)电极 Working Electrode
参比(参考)电极 Reference Electrode 辅助(对)电极 Counter Electrode

12 P.402 用三电极体系测量电极电势的装置

13 P.428 四电极体系测定腐蚀极化曲线装置示意图

14

15 六. 极化曲线 描述I与 之间关系的曲线 阴极曲线 阳极曲线 Ic Ia E可逆 + E不可逆 - E可逆 +

16 P.404 电池工作时的i-关系 电解时的i-关系

17 P.403 电极反应i-关系

18 七. 电极过程主要由于 扩散、吸附、反应、脱附、传质 等多步骤完成

19 液相中的三种传质过程

20 八. 极化类型 a.浓差极化

21 故 , ir<r, c=r-ir>0
离子运动迟缓  浓度差异  电位偏离 还原过程 本体离子来不及运动到表面 故 , ir<r, c=r-ir>0

22 氧化过程 (溶解) 浓度差异可通过拌减小

23 R = Rl + Re B. 电极极化(电阻) 电流通过时需克服的电化学池 的内阻所造成的(IR) 溶液 电极表面生成氧化物
溶液 电极表面生成氧化物 采用鲁金毛细管

24 P.402 三电极体系测量电极电势装置

25 电极=活化+ 浓差+电阻 c. 电化学(活化)极化(活化)
电极反应的速度控制步骤需要一定的活化能,需通过改变电极电势以电能形式使之活化。 电极=活化+ 浓差+电阻 减小途径 改变表面 搅拌 (增大电解质溶)

26 极化曲线的测量 三电极体系测量电极电势 鲁金(Luggin)毛细管用于减小活电阻

27 六. 极化曲线 描述I与 之间关系的曲线 阴极曲线 阳极曲线 Ic Ia E可逆 + E不可逆 - E可逆 +

28 放电(原电池) 充电(电解池) Ic Ia Ic Ia V i,+ i,+ i,- i,- + - i,- i,+ E V
(-)极 放电(原电池) (+)极 Ic Ia Red1 Ox1+z1e Ox2+z2e Red2 阳极 阴极 V i,+ i,+ i,- i,- + - i,- i,+ E V Ic 阴极 阳极 充电(电解池) Ia Ox1+z1e Red21 Red2 Ox2+z2e

29 a = I -e > 0 c= e - i > 0 V + IR = 外加电压(电解)

30 11-17 电化学极化 Ox + ze Red 一. 电极电势对电极反应速度的影响 为非控制步骤,改变Cis, 间接影响,势力学方式
当EC为 (电化学) 控制步骤,改变rG, 直接影响,动力学方式 Ox + ze Red 阴极过程 阳极过程

31 P.410 外加电势对反应位垒的影响

32 能量 (Red) (Ox) x x


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