6章_电荷转移步骤动力学与电化学极化解说.ppt

电荷转移步骤动力学与电化学极化 电极过程动力学课程内容 第六章_电荷转移步骤动力学与电化学极化 6.1 电化学极化概述 6.1.1 电化学极化经验公式—Tafel公式 发生电化学极化时η与lgI的关系 6.1.2 影响电化学极化的主要因素 6.2 电化学步骤的基本动力学方程 6.2.1 电极电位对反应活化能的影响 改变电极电位对电极反应活化能的影响 改变电极电位对电极反应活化能的影响 6.2.2 电极电位对反应速度的影响 6.3 电化学步骤的基本动力学参数 6.3.1 φ平和“交换电流密度”i 0 过电位对ia、ic的影响 注意： i 0的物理意义 6.3.2 电极反应的标准反应速度常数K K的物理意义 6.3.3 i 0和K的关系 6.4 稳态电化学极化动力学方程 电流与超电势曲线 传递系数对电流-超电势关系的影响 6.4.1 Butler-Volmer公式 6.4.2 强极化时的近似公式（|I|?i0） 6.4.3 微极化时的近似公式（|I|?i0） 6.5 ψ1效应 ψ1效应 （5） ψ1效应公式的适用范围与精确程度 6.6* 混合控制动力学规律 电极过程 电极反应的过程 电极反应的过程 控制步骤与超电势 4.1 电极反应的机理 电极反应的机理 电极电势的测量 恒电流法与恒电势法 恒电流法与恒电势法 4.3电极反应速率 电化学反应速率定义 电流密度 反应速率 电流与反应 电化学速率常数 4.4 Butler-Volmer方程 标准速率常数 一些电化学反应的标准速率常数 4.5 交换电流 交换电流 交换电流与标准速率常数 交换电流与标准速率常数 4.6 电流与超电势的关系 电流与超电势曲线 传递系数对电流-超电势关系的影响 ?低时的线性特性 ?高时的Tafel特性（阴极还原） 塔费尔公式（Tafel’s equation） 阳极氧化的Tafel特性 Tafel曲线 i0对极化曲线的影响 1.5 电极反应的物质传递 1.5.1电极反应的物质传递 对流传质 对流传质产生原因与形式: 扩散传质 Fick第一扩散定律 电迁移传质: 总流量 Planck-Nernst传质方程 1.5.2稳态物质传递 稳态物质传递 稳态物质传递 稳态物质传递 传质效应对电流-电势的影响 无还原态物质，传质效应对电流-电势的影响 产物Red为不溶物 1.6 电化学研究方法 电化学研究方法 实验条件的控制 实验结果的测量与解析 实验结果的测量与解析 实验结果的测量与解析 电化学技术的特点 电化学技术的特点 稳态 暂态 稳态与暂态 电化学测量仪器 电位扫描技术-循环伏安法 循环伏安法原理 氧化还原峰电流 循环伏安实验，电位-时间与电位-电流曲线 循环伏安曲线 循环伏安曲线的主要数据 循环伏安曲线主要数据分析 部分电极过程的循环伏安分析 控制电位技术-单电势阶跃法 常见的控制电位的方式 常见的控制电位的方式 单电位阶跃实验 电流-时间关系 电流-时间关系 电量与时间的关系 控制电流技术-恒电流电解 常见的控制电流方式 常见的控制电流方式 常见的控制电流方式 D，c的测量 过渡时间 交流阻抗 交流电与电容 交流电与电感 电解池的等效电路 电解池的等效电路与法拉第阻抗 极化电压与电流的关系 法拉第阻抗与动力学参数 法拉第阻抗与电流频率 旋转圆盘电极(Rotating disk electrode, RDE) 旋转圆盘电极(Rotating disk electrode, RDE) 旋转圆盘的液流方向 旋转圆盘电极 旋转圆盘电极 旋转圆盘电极 极限电流与扩散系数 微分电容曲线 扫描电位范围内，若在某一电位出现电流峰，就表明在这电位发了电极反应(有时与法拉第吸脱附过程有关)。每一电流峰对应一个反应。在循环伏安法和重复循环伏安法中．若在正向扫描时电极反应的产物足够稳定，能在电极表面发生电极反应，那么在逆回扫描电位范围内将出现与正向电流相对应的逆向电流峰。若无相应的逆向电流蜂，就说明这正向电极反应是完全不可逆的，或且产物是完全不稳定的。根据每一峰值电流相对应的每一峰值电位值，从标准电极电势表，pH电位图和已掌握的知识可以推测出在所研究电位范围内可能会发生那些电极反应。因此伏安曲线图可视为电化学电位谱图。 实验数据主要有： (1)正向峰值电流ipc; (2)正向蜂值电位Epc; (3)正向半峰电位Epc1/2。 (4)逆向峰值电流ipa。 (5)逆向峰值电位Epa。 应用循环伏安法研究电极过程动力学的主要实验依据是以下变量随电位扫描速度v变化的规律： (1)正向峰值电流函数(ipc/v1/2)与v的关系。 (2)扫描速度变化十倍引起正向峰值电位(有时也用半峰电位)变化值。 (3)峰值电流比，即(逆向峰值电流ipa／正向峰值电流ipc)与v的关系。 (4)峰