电化学测量技术竞赛

《电化学测量原理与技术》

课 程 报 告

电化学反应的交换电流（密度）的测定

湖南大学化学化工学院

2014年05月

1、 前言

电流密度是描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量；其大小等于单位时间内通过某一单位面积的电量，方向向量为单位面积相应截面的法向量。指向由正电荷通过此截面的指向确定。交换电流就是当电极处于平衡状态（即不被极化）时，发生再同一电极上的海原反应的绝对电流密度或氧化反应的绝对电流密度。是电学和冶金研究上的相关术语。当电极反应处于平衡时，电极反应的两个

方向进行的速度相等，此时的反应速度叫做交换反应速度。相应的按两个反应方向进行的阳极反应和阴极反应的电流密度绝对值叫做交换电流密度，用jo表示。其大小除受温度影响外，还与电极反应的性质密切相关，并与电极材料和反应物质的浓度有关。在金属防腐蚀领域交换电流密度又被称为自腐蚀电流密度。

阴阳极化曲线相交于一点，具有共同的电位，相交点的电位是整个金属电极的非平衡的稳定电位，称之为混合电位；当金属腐蚀时，则称之为腐蚀电位或自然腐蚀电位。对应于腐蚀电位的电流密度称为腐蚀电流密度或自然腐蚀电流密度。交换电流密度属于电化学腐蚀动力学的，一般而言，交换电流越大，腐蚀速率就越快。

2、 测量方法

1、恒电位法 2、稳态极化曲线 3、线性电位扫描 4、交流阻抗法 5、电化学工作站 6、支持电解质 7、暂态电极过程 8、电位阶跃法 9、双脉冲电流法 10、控制电流法 11、辅助电极 12、电化学稳态 13、液接界电位（势） 14、三电极体系 15、参比电极 16、溶液的欧姆压降

1、恒电位法

利用恒电位仪，控制研究电极相对参比电极的电位按照人们预想的规律变化，不受电极系统的影响，同时测量相应电流变化的方法。 2、稳态极化曲线

当电极过程的各个基本过程，如双电层充电、电荷转移、扩散传质等都达到稳态时，所测得的极化曲线。 3、线性电位扫描

控制电极电位以恒定的速度变化，同时测定通过电极的电流。 4、交流阻抗法

以小幅度正弦波为扰动信号，使电极系统产生近似线性关系的响应，测量电极系统在很宽频率范围的阻抗谱，以此来研究电极系统的方法。又称电化学阻抗谱。 5、电化学工作站

由计算机控制的电化学测试仪通常称为电化学工作站。使试验智能化，可存储大量数据，自动化的方式操作数据，将数据以更加方便的方式展示。 6、支持电解质

也称惰性电解质，在被测电解液中加入的高浓度电解质。目的是消除电迁移，减小分散层的影响，增强导电性， 7、暂态电极过程

组成电极过程的各

1、恒电位法 2、稳态极化曲线 3、线性电位扫描 4、交流阻抗法 5、电化学工作站 6、支持电解质 7、暂态电极过程 8、电位阶跃法 9、双脉冲电流法 10、控制电流法 11、辅助电极 12、电化学稳态 13、液接界电位（势） 14、三电极体系 15、参比电极 16、溶液的欧姆压降

1、恒电位法

利用恒电位仪，控制研究电极相对参比电极的电位按照人们预想的规律变化，不受电极系统的影响，同时测量相应电流变化的方法。 2、稳态极化曲线

当电极过程的各个基本过程，如双电层充电、电荷转移、扩散传质等都达到稳态时，所测得的极化曲线。 3、线性电位扫描

控制电极电位以恒定的速度变化，同时测定通过电极的电流。 4、交流阻抗法

以小幅度正弦波为扰动信号，使电极系统产生近似线性关系的响应，测量电极系统在很宽频率范围的阻抗谱，以此来研究电极系统的方法。又称电化学阻抗谱。 5、电化学工作站

由计算机控制的电化学测试仪通常称为电化学工作站。使试验智能化，可存储大量数据，自动化的方式操作数据，将数据以更加方便的方式展示。 6、支持电解质

也称惰性电解质，在被测电解液中加入的高浓度电解质。目的是消除电迁移，减小分散层的影响，增强导电性， 7、暂态电极过程

组成电极过程的各

1、恒电位法 2、稳态极化曲线 3、线性电位扫描 4、交流阻抗法 5、电化学工作站 6、支持电解质 7、暂态电极过程 8、电位阶跃法 9、双脉冲电流法 10、控制电流法 11、辅助电极 12、电化学稳态 13、液接界电位（势） 14、三电极体系 15、参比电极 16、溶液的欧姆压降

1、恒电位法

利用恒电位仪，控制研究电极相对参比电极的电位按照人们预想的规律变化，不受电极系统的影响，同时测量相应电流变化的方法。 2、稳态极化曲线

当电极过程的各个基本过程，如双电层充电、电荷转移、扩散传质等都达到稳态时，所测得的极化曲线。 3、线性电位扫描

控制电极电位以恒定的速度变化，同时测定通过电极的电流。 4、交流阻抗法

以小幅度正弦波为扰动信号，使电极系统产生近似线性关系的响应，测量电极系统在很宽频率范围的阻抗谱，以此来研究电极系统的方法。又称电化学阻抗谱。 5、电化学工作站

由计算机控制的电化学测试仪通常称为电化学工作站。使试验智能化，可存储大量数据，自动化的方式操作数据，将数据以更加方便的方式展示。 6、支持电解质

也称惰性电解质，在被测电解液中加入的高浓度电解质。目的是消除电迁移，减小分散层的影响，增强导电性， 7、暂态电极过程

组成电极过程的各

电化学研究方法 练习题

1. 画出由三电极体系构成的两回路测量示意图；说明两回路的作用以及利用三电极测量的优点；说明各回路中各主要元件的组成与要求以及精确测量的注意事项。

2. 要想测一个交换电流密度i0很小的热力学平衡体系的平衡电位，在溶液处理与测量电路中各采取那些措施，才能保证测量精度。

1. 说明稳态过程的含义与特点？

2. 说明恒电位仪的使用注意事项？

3. 说明各种极化的种类及其影响因素？

4. 画出经典恒流法测定稳态极化曲线的电路示意图，说明电路控制原理及条件。

5. 设计测定微观分散能力的方案及结构分析。

1.说明暂态过程的含义和特点？

2.画出具有4个步骤的等效电路？

3.利用等效电路简化原理？说明利用交频信号测定溶液电导应如何选择信号的频率及电解池？

1.说明极限简化法求解RL、Rr、Cd的方法，以电流阶跃、断电流法为例。

2.什么叫过渡时间？说明影响过渡时间的因素。

3.画出大幅度恒流阶跃下的电位~时间响应曲线，说明曲线各段形成原因及极化顺序。

1.利用多孔电极等效电路简化原理，说明恒电位阶跃测定真实表面积的实验条件、原理及结果分析。

2.说明方波电位法测定微分电容曲线的实验条件、原理及应用。

1.画出单程电位扫描的响应曲线，说明峰的形成原因。

2.在有电

电化学研究方法 练习题

1. 画出由三电极体系构成的两回路测量示意图；说明两回路的作用以及利用三电极测量的优点；说明各回路中各主要元件的组成与要求以及精确测量的注意事项。

2. 要想测一个交换电流密度i0很小的热力学平衡体系的平衡电位，在溶液处理与测量电路中各采取那些措施，才能保证测量精度。

1. 说明稳态过程的含义与特点？

2. 说明恒电位仪的使用注意事项？

3. 说明各种极化的种类及其影响因素？

4. 画出经典恒流法测定稳态极化曲线的电路示意图，说明电路控制原理及条件。

5. 设计测定微观分散能力的方案及结构分析。

1.说明暂态过程的含义和特点？

2.画出具有4个步骤的等效电路？

3.利用等效电路简化原理？说明利用交频信号测定溶液电导应如何选择信号的频率及电解池？

1.说明极限简化法求解RL、Rr、Cd的方法，以电流阶跃、断电流法为例。

2.什么叫过渡时间？说明影响过渡时间的因素。

3.画出大幅度恒流阶跃下的电位~时间响应曲线，说明曲线各段形成原因及极化顺序。

1.利用多孔电极等效电路简化原理，说明恒电位阶跃测定真实表面积的实验条件、原理及结果分析。

2.说明方波电位法测定微分电容曲线的实验条件、原理及应用。

1.画出单程电位扫描的响应曲线，说明峰的形成原因。

2.在有电

曲一线科学备考 电化学

1. (2012天津, 7)X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期, 且原子序数依次增大。X、Z同主族, 可形成离子化合物ZX; Y、M同主族, 可形成MY2、MY3两种分子。请回答下列问题: (1, 易)Y在元素周期表中的位置为 。

(2, 易)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (写化学式), 非金属气态氢化物还原性最强的是 (写化学式)。

(3, 易)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有(写出其中两种物质的化学式)。

(4, 中)X2M的燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1, 写出X2M燃烧反应的热化学方程式: 。

(5, 难)ZX的电子式为 ; ZX与水反应放出气体的化学方程式为 。

(6)熔融状态下, Z的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如右图), 反应原理为:

2Z+FeG2 Fe+2ZG

放电时, 电池的正极反应式为 ; 充电时, (写物质名称)电极接电源的负极; 该电池的电解质为

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浅析电化学水处理技术

浅析电化学水处理技术

摘 要文章根据现今主要水处理技术进行详细的分析和比较，通过对电化学水处理技术的细致探究得知其主要的特点及工艺流程，帮助电化学水处理技术在实际中得到更加广泛的运用。根据对其主要的技术原理和应用范围进行细致的分析，加强其在实际操作当中的效果，使这项技术能够得到更好的发展，更好对受污染的水资源进行合理的处理，将环境的保护与发展摆在最首要的位置。

关键词电化学；水处理；技术应用；工艺

Abstract: This paper analyzed and compared in detail according to the main water treatment technology, through the electrochemical water treatment technology and careful study of the characteristics and the main technological process, help of electrochemical water treatment technology

第一章 绪论

电分析化学是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学，它是电化学和分析化学学科的重要组成部分，与其它学科，如物理学、电子学、计算机科学、材料科学以及生物学等有着密切的关系。

电分析化学的研究领域包括成分和形态分析，动力学和机理分析，表面和界面分析等方面的内容。 在化学成分分析中，电分析化学方法是一种公认的快速、灵敏、准确的微量和痕量分析方法。

电分析化学的理论基础：电位分析法的定量关系式是能斯特方程；现代极谱和伏安法的理论是建立在扩散电流理论基础上。 菲可(Fick)第一定律: 描述电活性物资向电极表面扩散传质的流量方程

菲可(Fick)第二定律：描述电解过程中电活性物质的浓度随离开电极表面的距离x和时间t变化的微分方程式 第二章 扩散电流理论与极谱分析

电极反应速度：单位面积上单位时间内发生反应的物质的摩尔数 ? = i / nFA = j / nF

影响反应速度的因素 : 1.传质速度.2.在电极表面进行的电子交换反应的性质.3.电极反应是否耦合均相化学反应.4.其它表面反应,如吸附,解吸或表面膜的形成等 极化: 电流通过电极/溶液界面时,电极电位偏离平衡电位的现象 极化分为：浓差极化，电化学极化: 21

题目：电化学暂态测试技术概述

学号：g20138229 姓名：金柱 课程名称：电化学实验方法

电化学暂态测试技术概述

1. 暂态法的基本特点及其分类

从电极开始极化到电极过程达到稳态这一阶段称为暂态过程。电化学暂态测量是研究电极过程动力学的重要手段，暂态技术是研究暂态电极系统的试验方法和试验数据分析的技术，表征电极系统在未达到稳态前的参量(电极电势、电流、浓度分布、电极表面状态等)的变化。

1.1 暂态法的特点

电化学暂态测量是研究电极过程动力学的重要手段,具有快速、干扰小、易于实现原位测量、可以将电极过程的不同步骤区分开等特点,从中可以获得丰富的电极界面过程信息,但采样速度慢、精度差、稳定性低及数据难于分析等问题使这一研究方法的顺利发展受到了一定的限制。电极暂态过程远比稳态复杂，归纳起来有以下特点：

（1）

暂态阶段流过电极界面的总电流包括各基本过程的暂态电流，如双电层充电电流ic和反应电流ir等。而稳态极化电流只表示电极反应电流。

（2）

由于暂态系统的复杂性，常把电极体系用等效电路来表示，以便于分析和计算。稳态系统虽也可用等效电路表示，但要简单得多，因为它只由电阻元件组成。稳态系统的