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电化学理论根底

参考书

1、?应用电化学?肖友军、李立清，化学工业出版社；

2、?应用电化学?杨绮琴，中山大学出版社；

3、?应用电化学?贾梦秋、杨文胜，高等教育出版社；

1.1、电化学体系的根本单元

电化学体系至少由电解质溶液和浸没于其中的电极组成，电极可以是两电极体系(阴极和阳极)，也可以是三电极体系(阴极、阳极和参比电极),有时电极之间还可以用隔膜分开。

电极是与电解质溶液接触的电子导体或半导体，为多相体系。电化学体系借助电极实现电能的输入和输出，电极是实施电极反响的场所。对于三电极体系，三个电极分别为工作电极、参比电极和辅助电极(对电极)。对于化学电源来说，分正负极；对于电解池那么分为阴阳极。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

1、工作电极：又称研究电极，指所研究的反响在该电极上发生。

对工作电极的要求：所研究的电化学反响不会因电极自身所发生的变化而受影响，且能在较大的电势区域中进行测试；电极必须不与溶剂或电解液发生反响；电极面积不宜太大；电极外表应均一、平滑，且能通过简单方法进行净化。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

常见的为惰性固体电极材料如导电玻璃、铂、金、银、硅片、石墨等。

实验前必须进行预处理，以保证电极反响不受外表形貌、杂质等的影响，具有好的重现性。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

以铂电极为例，电极的预处理可按如下程序进行：

⑴用小号砂纸将外表磨平光滑；

⑵用氧化铝研磨液磨成镜面；

⑶用酸或洗液进行清洗；

⑷用水冲洗干净；

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

2、辅助电极：又称对电极，该电极与工作电极组成回路，使工作电极上电流畅通。在工作电极发生氧化-复原反响时，对电极可以安排为气体的析出反响或工作电极的逆反响，以保证电解液组分不变。辅助电极不能显著影响工作电极上的反响，为此常用烧结玻璃或多孔陶瓷来隔离两电极区的溶液。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

辅助电极应具有较大的外表积，以使得极化主要作用于该电极上，其本身电阻要小，并且不容易极化。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

3、参比电极：指一个电势且接近理想不极化的电极，参比电极根本没有电流通过，用于测定研究电极的电势。

参比电极应具有以下性能：

〔1〕是可逆电极，其电极电势符合能斯特方程；

〔2〕应具有较大的交换电流密度，流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

〔3〕应具有良好的电势稳定性和重现性；

〔4〕不同的研究体系可以选择不同的参比电极如饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl电极、标准氢电极(SHE)等。有时可以用对电极兼作参比电极，形成两电极体系。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

在测定研究电极电势时，参比电极内的溶液往往与被研究体系的溶液组成不一致，为了降低或消除液接电势，常选用盐桥；为减小未补偿的溶液电阻，常使用鲁金毛细管。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

盐桥的制备：烧杯中参加琼脂3克和97ml蒸馏水，在水浴上加热至完全溶解。然后参加30克KCl充分搅拌，KCl完全溶解后趁热用滴管或虹吸将此溶液参加已事先弯好的玻璃管中，静置待琼脂凝结后便可使用。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

鲁金毛细管：它的一端是向内或者向外折，并且有一个很细的尖端，尖端的长度大约是2cm。实验室用鲁金毛细管是用滴管改造的，只要把滴管的尖端拉长，并且弯曲就可以。滴管后端的橡胶头剪一个洞，可以插入参比电极，防止漏液。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

鲁金毛细管：使用：鲁金毛细管尖咀要尽量靠近研究电极外表，尽可能的减少欧姆电位降。但也不能靠的太近，否那么会对电极外表产生明显的屏蔽作用，影响电流分布。为了既降低溶液的欧姆压降，又不产生明显的屏蔽作用，可使尖嘴离研究电极的外表距离不小于鲁金毛细管的外径。

一、电极：

1.1、电化学体系的根本单元

电解池主要包括电极和电解液以及连通的一个容器。其材料一般采用玻璃，在HF和浓碱溶液中可采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯和有机玻璃等作为槽体。

在设计时一般应注意以下几点：

二、电解池的设计与安装：

1.1、电化学体系的根本单元

1、电解池的体积不宜太大，因为体积大，耗液量多；

2、工作电极与对电极最好分腔放置。这样可以防止两个电极上的反响物和产物之间相互影响，分腔放置的方法是使用隔膜。

二、电解池的设计与安装：

1.1、电化学体系的根本单元

3、电解池还要留有气体的进出口；

4、还要考虑恒温装置和搅拌。

1.1、电化学体系的根本单元

电极上发生的反响过程有两种类型：

一类是电荷经过电极/溶液界面进行传