应用电化学-1-3-双电层1上课讲义
- 格式:ppt
- 大小:1.88 MB
- 文档页数:70
《电化学原理》课程教学大纲课程代码:080331038课程英文名称: Principle of Electrochemistry课程总学时:48 讲课:48 实验:0 上机:0适用专业:应用化学专业大纲编写(修订)时间:2017.7一、大纲使用说明(一)课程的地位及教学目标本课程是应用化学专业的专业基础必修课,为学生学习专业课和从事本专业的科研,生产工作打下必备的理论基础,它是培养应用化学类工程技术人才整体知识结构及能力结构的重要组成部分。
本课程重点介绍电化学的基本概念、基本规律和水溶液电化学的基本原理,讲授的内容包括电化学热力学、电极/溶液界面的结构与性质、电极过程概述、液相传质步骤动力学、电子转移步骤动力学、气体电极过程。
教学目标是通过本课程的学习,使学生掌握水溶液电化学的基本概念和基本规律,能正确、熟练地进行电化学计算,有运用基本理论分析和解决金属腐蚀与防护过程中的电化学问题的能力和了解基本的电化学实验原理。
着重培养学生的理论基础和自然科学素养。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求通过课堂教学,课后作业,要求学生准确掌握电化学的基本概念及电化学反应的基本规律,较熟练地进行电化学计算,具有能运用所学理论分析、解决电化学腐蚀与防护技术问题的初步能力。
(三)实施说明以培养学生的专业基础理论为目标。
在教学中可以使用多媒体教学手段。
对于难点内容,在讲授过程中可适当设置部分章节的自学讨论课。
讲授过程中多吸收新的理论和研究成果,科学合理地处理教材内容。
(四)对先修课的要求高等数学、无机化学、物理化学(五)对习题课、实验环节的要求本课程全部为理论教学内容。
可设置1-2次习题课,集中讲解。
(六)课程考核方式1.考核方式:考试2.考核目标:在考核学生对电化学基本知识、基本原理和方法的基础上,重点考核学生的理解能力、分析能力和计算能力。
3.成绩构成:本课程的总成绩主要由两部分组成:平时成绩(包括作业情况、出勤情况等)占20%,期末考试成绩占80%。
第2章 电极/溶液界面的结构和性质(Properties of Metal/Solution Interface or Properties of Electrode/Electrolyte Interface )前面介绍过,电化学反应是在电极/溶液界面进行的异相反应。
尤其是电化学步骤—得失电子的过程,是直接在该界面上进行的。
反过来说,该界面是实现电化学反应的场所,而这个场所的基本结构和性质对界面反应的动力学规律有很大影响。
我们研究界面性质的目的就是为了搞清楚界面的性质对反应速度的影响。
在不同性质或附加一些不同条件的电极表面上,同一电极反应的进行速度可以很不相同,有时这种差别甚至可以超过十几个数量级。
为什么不同电极表面的“反应能力”会出现这样大的差别呢?或者说什么样的影响造成这种差别呢?主要原因可大致归纳为两个方面。
第一方面:化学因素(1)电极材料不同,或者说电极的化学组成不同,催化活性就不同。
比如,2H 析出反应:↑=+-+222H e H该反应在Pt 电极上要比在Hg 电极上进行的速度大1010倍,即1010/≥Hg Pt v v (当然,其它条件应同:ϕ、S 等)。
这就是说,对于2H 析出反应而言,Pt 的催化活性要比Hg 大得多。
(2)当电极表面出现吸附或成相的有机或无机化合物层,或者表面状态不同(粗糙程度等),活性也不同。
如:2PbO (acid Pb -电池正极活性物质)有α和β两种晶型,其活性不同。
第二方面:电场因素S M /界面上的电场强度(大致对应于ϕ)对电极反应的活化能有直接的影响,活化能的大小又直接影响到反应速度的大小:i W →→ϕ界面电场是如何形成的?我们先不去考虑,这里只需要接受这个事实:有电场。
那么这个电场因素对反应的影响有多大呢?(1)许多电极反应,ϕ改变0.1~0.2V ,)(i v 可变10倍。
ϕ改变1~2V ,)(i v 可变1010倍。
一般的电极反应,ϕ的变化都可以达到1~2V 的程度,很一般。