电化学综述性论文

《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

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

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

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

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

2015-2016学年电化学论文

姓名：

学号：20130011 班级： 化学基地班

1.对于一个基元反应O + ne- ? R，为什么内电流（ia, ic）与外加电位之间总存在一个与Tafel经验方程类似的关系式，而外电流（Ia, Ic）与电位之间可以存在线性极化区或者强极化区？

塔菲尔公式是塔菲尔于1905年提出的经验公式，其数学表达式为:η=a+blgI式中过电位和电流密度i均取绝对值(即正值)，a和b为两个常数，a表示电流密度为单位数值(1A/cm2)时的过电位值，它的大小和电极材料的性质、电极表面状态、溶液组成及温度等因素有关，根据a值的大小，可以比较不同电极体系中进行电子转移步骤的难易程度。B值是一个主要与温度有关的常数，对大多数金属而言，常温下b的数值在0.12V左右。塔菲尔公式和稳态电化学极化方程相比，可以看出a和b所包含的物理意义如下，即：

阴极极化时

2.3RT?2.3RTa?logi0b??F?F 阳极极化时

2.3RT?2.3RTa?logi0b??F?F 从中还可得出:

logi0??ab

理论公式明确地指出了，电极反应以一定速度进行时

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

电化学腐蚀原理和现实生产生活上的应用 材料化学一班 黄卿 201040730112

摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属

／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。

关键词：电化学腐蚀原理 晶间腐蚀 均匀腐蚀 应力腐蚀 防护与应用 镀层 阳极保护

Summary: Decay phenomena to all contact a kind of electrolyte(aqueous solution or Rong salt) because of metal, therefore probably take place in metal/electrolyte interface anode deliquescence process.(oxidize)At this time if there is homologous cathode on the interface restoring a process match, the electrol

2015-2016学年电化学论文

姓名：

学号：20130011 班级： 化学基地班

1.对于一个基元反应O + ne- ? R，为什么内电流（ia, ic）与外加电位之间总存在一个与Tafel经验方程类似的关系式，而外电流（Ia, Ic）与电位之间可以存在线性极化区或者强极化区？

塔菲尔公式是塔菲尔于1905年提出的经验公式，其数学表达式为:η=a+blgI式中过电位和电流密度i均取绝对值(即正值)，a和b为两个常数，a表示电流密度为单位数值(1A/cm2)时的过电位值，它的大小和电极材料的性质、电极表面状态、溶液组成及温度等因素有关，根据a值的大小，可以比较不同电极体系中进行电子转移步骤的难易程度。B值是一个主要与温度有关的常数，对大多数金属而言，常温下b的数值在0.12V左右。塔菲尔公式和稳态电化学极化方程相比，可以看出a和b所包含的物理意义如下，即：

阴极极化时

2.3RT?2.3RTa?logi0b??F?F 阳极极化时

2.3RT?2.3RTa?logi0b??F?F 从中还可得出:

logi0??ab

理论公式明确地指出了，电极反应以一定速度进行时

电化学分析习题

一、简答题

1．电位测定法的根据是什么？

2．何谓指示电极及参比电极？试各举例说明其作用

3．为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性？如何估量这种选择性？ 4．为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性？如何估量这种选择性？ 5．直接电位法的主要误差来源有哪些？应如何减免之？ 6．为什么一般来说，电位滴定法的误差比电位测定法小？ 7．简述离子选择性电极的类型及一般作用原理

8．列表说明各类反应的电位滴定中所用的指示电极及参比电极，并讨论选择指示电极的原则。

二、选择题

1．下列参量中，不属于电分析化学方法所测量的是 ( ) A 电动势 B 电流 C 电容 D 电量 2．列方法中不属于电化学分析方法的是 ( )

A 电位分析法 B 伏安法 C 库仑分析法 D 电子能谱 3．分原电池正极和负极的根据是 ( )

A 电极电位 B 电极材料 C 电极反应 D 离子浓度 4．分电解池阴极和阳极的根据是 ( )

A 电极电位 B 电极材料 C 电极反应 D 离子浓度 5．量电极的极化程度的参数是 ( )

A 标准电极电位 B 条件电极