电化学chapter4_液相传质与浓差极化选编.pptVIP

电化学极化; ;何为浓差极化？;与电化学极化的主要区别：对电极反应的控制方式不同 浓差极化— “热力学方式”； 电化学极化—“动力学方式”（改变活化能），影响程度更大;液相传质动力学的重要性：;液相传质的三种方式：;2、扩散：因存在浓度差，组分从高浓度处向低浓度处的输送。 Fick第一定律： ;3、电迁移：由于液相中存在电场，带电粒子（即离子）在电场作用下发生的定向移动。 ;当三种传质方式同时作用时，则有 ;◆液相传质三种方式的相对比较： （1）从传质运动的推动力来看； （2）从所传输物质粒子的性质来看； （3）从传质作用的区域来看;;◆传质过程引起的浓度变化（以扩散为例）;◆稳态扩散和非稳态扩散;理想情况下的稳态过程;◆扩散流量： ?x,扩=-D(dC/ dx) ◆稳态扩散电流密度： I=-nF ?x,扩= nFD(dC/ dx)X=0 =nFD( C0-CS)/? ◆完全浓差极化： CS ? 0 极限扩散电流密度： Id=nFDC0/ ? ;实际情况下的稳态扩散传质过程;需解决的问题：“扩散层厚度”，“扩散层有效厚度”δ;旋转圆盘电极; 稳态下，三个坐标方向对流效应总和等于扩散流失效应的总和。据此，可以得到扩散层有效厚度表达式： δi = 1.61 Di1/3ω-1/2υ1/6 I = 0.62 nF Di2/3 ω1/2 υ-1/6 (Ci0-CiS) Id = 0.62 nF Di2/3 ω1/2 υ-1/6 Ci0 由于I 、 Id 与ω1/2（ 旋转角速度）成正比，据此： 1、判断反应的控制步骤； 2、利用斜率求反应电子数; 1、判断反应的控制步骤； 2、利用斜率求反应电子数;扩散传质步骤控制时的稳态极化曲线形式;分三种情况分析： 1）反应开始时R不存在，反应后生成的R可溶;2）反应开始前O和R均存在，且都可溶;3)反应产物R生成独立相( ) ;稳态电流密度：;浓差极化控制的重要特征;扩散层中电场对稳态传质速度和电流的影响;惰性电解质的作用：;静止液体中平面电极上的非稳态扩散过程;A、恒电势极化时的非稳态扩散过程（电势阶跃法）;电极表面液层中反应粒子浓度极化的发展;B、恒电流极化时的非稳态扩散过程（电流阶跃法）;对于反应O+ne R 如果R不溶，存在： 如果R可溶，存在： 根据上式可求反应电子数;线形电势扫描方法;34;完全由液相传质速度控制的电极反应，存在以下主要特征：;球状电极上的非稳态扩散过程;浓差极化与电化学极化并存时的动力学分析; ;;;总结与思考 1、扩散传质控制有那些特征，如何判断一个电极反应完全由扩散传质控制？ 2、当反应O+ne→R完全受扩散传质控制时，求反应物浓度或反应电子数有那些方法，如何求？（按稳态和暂态分类叙述） ;1、扩散传质控制有那些特征，如何判断一个电极反应由扩散传质控制？;（2）、旋转圆盘电极：Id 与ω1/2（ 旋转角速度）成正比;2、当反应O+ne→R完全受扩散传质控制时，求反应物浓度或反应电子数有那些方法，如何求？（按稳态和暂态分类叙述）;（4）、线形电势扫描： I(t)—v1/2 直线关系的斜率，求n或D