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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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电极过程动力学 Electrode Kinetics 极 化 Polarization
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一. 电流密度与反应速率 反应速率 (表面反应) r r
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i Pt 或 Pt/c Hg 1.24 1.67 3.5 分解电压 Vd / V
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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
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p. 398 I C V = Vd + IR B A Vd V 典型的I~V曲线
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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
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四. 超电势 (过电压) Overpotential 1899年 Eir > 总 Eir= 阴 + 阳 = c + a
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总 = 阴 + 阳 ( c + a )
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P.397 五. 超电势的测量
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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
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P.402 用三电极体系测量电极电势的装置
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P.428 四电极体系测定腐蚀极化曲线装置示意图
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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 +
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P.404 电池工作时的i-关系 电解时的i-关系
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P.403 电极反应i-关系
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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
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液相中的三种传质过程
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八. 极化类型 a.浓差极化
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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
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氧化过程 (溶解) 浓度差异可通过拌减小
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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
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P.402 三电极体系测量电极电势装置
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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)
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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
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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 +
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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 电 流 强 度 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
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a = I -e > 0 c= e - i > 0 V + IR = 外加电压(电解)
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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
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P.410 外加电势对反应位垒的影响
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能量 (Red) (Ox) x x
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