电化学测量原理和方法

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

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

第六章 电化学极化

1. 简述三种极化的概念，哪一种极化严格来讲不能称为极化。

电化学极化：当电极过程为电化学步骤控制时，由于电极反应本身的“迟缓性”而引起的极化。

浓度极化：当电极过程由液相传质步骤控制时，电极所产生的极化。 电阻极化：由电极的欧姆电阻引起的电位差。 电阻极化严格来讲不能称为极化

2. 简述电化学极化最基本的三个动力学参数的物理意义。

1) 对称系数：电位偏离形式电位时，还原反应过渡态活化能改变值占F 的分数。

物理意义：反应改变电极电位对还原反应活化能的影响程度；（1— ）反应改变电极电位 对氧化反应活化能的影响程度。 对称系数是能垒的对称性的变量，是由两条吉布斯自由能曲线的斜率决定的，而且曲线的形状和斜率是取决于物质的化学键特性。在CTP动力学中，可以用来推测过渡态的构型，研究电极反应的放电机理。

2）电极反应标准速率常数K：当电极电位等于形式电位时，正逆反应速率常数相等，称为标准速率常数。

物理意义：在形式电位下，反应物与产物浓度都为1时，K在数值上等于电极反应的绝对反应速度。 a.度量氧化还原电对的动力学难易程度；b体现电极反

电化学原理 试题A（答案）

考试形式：闭卷 答题时间： 120 分钟 本卷面成绩占课程成绩 100%

（所有答案必须写在答题纸上、标清题号） 一、名词解释（每题3分，共15分）

1. 极化：有电流通过电化学装置时，电极电势偏离平衡电势的现象。

2. 交换电流密度：在平衡电势下，外电流密度为0，此时电极上正逆反应的绝对电流密度相等，都等于交换电流密度。

3.

4. 稳态扩散：电极反应有溶液中粒子参与时，该粒子会沿着某一方向产生一定的净流量，当此过程中溶液内各点浓度均保持恒定，不随时间而变化时，称为稳态扩散。

5. 零电荷电势：电极表面剩余电荷浓度为零时所对应的电极电势。

二、比较下列各组概念，说明其区别与联系。（每题5分，共15分）

1.阴极 阳极

答：电化学装置中有电流通过时，得到电子，发生还原反应的电极是阴极；失去电子，发生氧化反应的电极是阳极。一个电极电势负移就是阴极，电势正移就是阳极。

2.双电层 扩散层

答：电极表面存在电势梯度的液层是双电层；双电层外存在浓度梯度的液层是扩散层。二者都是电极表面附近的液层，但双电层内是反应区，扩散层内是液相传质区。

3.理想极化电极

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

第三章

1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同？为什么？ 2．理想极化电极和不极化电极有什么区别？它们在电化学中有什么重要用途？ 答：当电极反应速率为0，电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极，可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时，极化作用和去极化作用平衡，无极化现象，通向界面的电流全部用于电化学反应，可用作参比电极。 3．什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状？

答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。溶液界面存在双电层，剩余电荷无论带正电还是负电，同性电荷间相互排斥，使界面扩大，而界面张力力图使界面缩小，两者作用效果相反，因此带电界面的张力比不带电时小，且电荷密度越大，界面张力越小，因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。

4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零？用什么办法能确定其表面带电状况？ 答：不一定，标准氢电极电位为0指的是氢标电位，是人为规定的，电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子双电层外,还有吸附双电层\\

偶极子双电层\\金属表面电位。可通过零