第三讲 电化学腐蚀原理动力学1
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第三章电化学腐蚀动力学§3-1 电化学腐蚀过程——电极过程动力学基础一. 电极过程的特征[1]电化学腐蚀本质上是一种电极过程。
电化学反应是在两类导体界面上发生的有电子参加的氧化反应或还原反应。
电极本身既是传递电子的介质,又是电化学反应的反应点。
为了使这个反应在一定电位下得以在电极与溶液界面间顺利进行,不可避免地会涉及到某些与之有联系的物理和化学变化。
通常将电流通过电极与溶液界面时所发生的一连串变化的总和,称为电极过程。
在两类导体界面上发生的电极过程是一种有电子参加的异相氧化还原反应。
电极相当于异相反应的催化剂。
因此,电极过程应当服从异相催化反应的一般规律。
首先,反应是在两相界面上发生的,反应速度与界面面积的大小和界面的特性有关。
其次,反应速度在很大程度上受电极表面附近微薄液层中反应物和产物的传质过程(溶液中朝着一定方向输送某种物质的过程)的影响。
如果没有传质过程,则反应物来源断绝或产物疏散不出去,反应自然不能持续地进行。
此外,这类反应还与新相(气体、晶体等)生成过程密切相关。
但是,电极过程除了具有一般异相催化反应的共性外,还有它自己的特殊性。
界面电场对电极过程速度具有重大作用。
界面间电位差只要改变0.1V左右,就足以使反应速度成十倍地增加。
根据对电极反应历程的分析研究得知,它是由一系列性质不同的单元步骤组成的。
除了接续进行的步骤之外,还可能由平行的步骤存在。
其中包括三个必不可少的接续进行的单元步骤。
1. 反应物粒子自溶液内部或自液态电极内部向电极表面附近输送的单元步骤,称为液相传质步骤;2. 反应物粒子在电极与溶液界面间得电子或失电子的单元步骤,称为电子转移步骤;3. 产物粒子自电极表面向溶液内部或向液态电极内部疏散的单元步骤,这也是个液相传质步骤;或者是电极反应生成气态或晶态(例如形成金属晶体)的产物,这个步骤称为新相生成步骤。
有时在步骤1与步骤2之间,还可能存在着反应物粒子得失电子之前,于界面附近液层中或电极上进行的某些变化,称为前置的表面转化步骤。