应用电化学课件第6章教学教材
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第六章电荷转移步骤动力学与电化学极化主要内容6.1 电化学极化概述6.2 电化学步骤的基本动力学方程6.3 电化学步骤的基本动力学参数6.4 稳态电化学极化动力学方程6.5 ψ效应16.6 混合控制动力学规律6.7 电化学极化与浓差极化的比较6.1 电化学极化概述6.1.1 电化学极化经验公式—Tafel公式6.1.2 影响电化学极化的主要因素6.1 电化学极化概述液相传质过程发生于“电极/溶液”表面附近的液层中,即扩散层中。
电化学步骤(电荷转移步骤)则发生于“电极/溶液”界面上。
由于电极过程中,电化学步骤的速度缓慢,而引起电极电位偏离其平衡电极电位的现象,称为“电化学极化”或“活化极化”。
产生的过电位称为“电化学过电位”。
6.1.1 电化学极化经验公式—Tafel公式1905年,根据析氢反应的大量研究结果,Tafel首先提出了电化学极化过电位与极化电流密度之间的关系,即著名的Tafel公式。
Tafel公式显示,η不仅与电流密度I有关,还与a、b有关。
而a、b则与电极材料性质、表面结构、电极的真实表面积、溶液的组成及温度有关。
η+=a lgIb6.1.1 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(1)电流密度。
(2)电极材料,不同的电极材料a值不同,反应能力完全不同。
需要寻找具有高催化活性的材料。
(3)电极的真实表面积,表面积越大电极的反应能力越大,可减小电极的极化。
如采用多孔电极。
(一般真实表面积与表观表面积之间有较大差距。
)6.1.2 影响电化学极化的主要因素(4)电极的表面状态,电化学极化非常强烈的依赖于电极表面的状态。
各种活性物质的特性吸附可极大的改变电极反应的速度。
如电镀添加剂、缓蚀剂等。
(5)温度,一般温度升高,过电位降低,反应速度加快。
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6.2.2 电极电位对反应速度的影响6.2.1 电极电位对反应活化能的影响电极电位对于电极反应速度的影响有两种方式:热力学方式与动力学方式。
应用电化学课件目录•电化学基础•电化学应用•电极材料•电化学性能测试与表征•电化学在能源领域的应用•电化学在环境领域的应用•电化学在生物医学领域的应用01电化学基础电化学体系原电池将化学能转变为电能的装置,如丹尼尔电池、铅蓄电池等。
电解池通过外加电源使电解质溶液或熔融电解质发生电解反应的装置,如电解水、电解熔融氯化钠等。
电镀池利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程,如镀锌、镀银等。
电极上发生的氧化或还原反应,决定电池的电压和电流。
电极反应电极电位电极极化电极反应的趋势和程度,受温度、压力、浓度等因素影响。
电极上有电流通过时,电极电位偏离平衡电位的现象。
030201电极过程在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,如酸、碱、盐等。
电解质电解质溶液中正负离子在电场作用下的定向移动。
离子迁移衡量电解质溶液导电能力的物理量,与溶液中离子浓度和迁移率有关。
电导率电解质溶液02电化学应用1 2 3介绍干电池、铅酸电池、锂离子电池等常见电池的工作原理、性能特点及应用领域。
电池种类与工作原理阐述燃料电池的工作原理,包括氢氧燃料电池、直接甲醇燃料电池等,以及关键技术和挑战。
燃料电池原理与技术讲解电池性能的主要评价指标,如电压、容量、能量密度、功率密度等,以及测试方法和标准。
电池性能评价电池与燃料电池03电镀层性能评价讲解电镀层性能的主要评价指标,如结合力、耐腐蚀性、硬度等,以及测试方法和标准。
01电解原理及应用阐述电解的基本原理,包括电解质的选择、电极反应和电解过程控制等,以及电解在冶金、化工等领域的应用。
02电镀原理及技术介绍电镀的基本原理,包括电镀液的组成、电极过程、镀层结构和性能等,以及电镀工艺和设备。
电解与电镀阐述电化学传感器的工作原理,包括离子选择性电极、气敏电极、生物传感器等,以及传感器的响应机制和选择性。
电化学传感器原理介绍电化学传感器在环境监测、生物医学、食品安全等领域的应用,如pH 计、血糖仪、气体检测仪等。