电化学复习模板

电化学复习模板电化学复习模板电化学复习模板电化学基本看法和基根源理1.研究对象：电化学系统；组成、分类及要素功能。电化学是研究电能与化学能(内能)间相互转变过程规律的学科，是现代应用性核心学科之一。电极系统：由第一类导体与第二类导体相接触组成的系统。电极的功能是：经过表面上的氧化或还原反响，实现电化学系统中的两类不相同导电体系的变换（界面联接）。第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。电化学系统：由两个电极相联接，并与外电路串通成回路和有电流经过的系统。研究型电化学系统----三电极系统：研究电极、辅助电极、参比电极。三电极系统，用于测定单一电极（作研究电极）的极化行为，可是阴极或阳极。（1）研究（工作）电极，由导电资料和反响活性物质组成。（2）参比电极，电极电势的参比标准物。（3）辅助（对）电极组成，与工作电极组成极化回路，控制极化条件，多采用铂黑电极。应用型电化学系统----电解池、原电池、腐化原电池。组成要素：阴极、阳极、电解液、隔断器和外面单元。电解池：强电流在电化学系统中经过并促使电化学反响反生。原电池：能自觉将电流送到外电路中做功。腐化电池：能自觉进行，不对外做功，只起破坏金属的作用。电解液：⑴水溶液，是最常用的种类。⑵有机溶剂的溶液，有机溶剂有：乙腈（AN）、二甲基亚砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）、四氢呋喃（THF）、碳酸二甲酯（DMC）等；电解质有HClO4、LiClO4、NaClO4、Et4NClO4等。⑶熔盐，①高温无机熔盐，②室温离子液体。隔断器：分开作用，①防范内部短路；②阻拦阳极液与阴极液之间的（不希望的）混淆，阻拦反响物质迁移。⑴隔板，绝缘资料制成多孔板。⑵隔膜，微孔结构的资料制成的薄膜。⑶离子交换膜，由高分子电解质聚合物交联型资料制成2.可逆电极与不可以逆电极电池的可逆指电极反响是可逆的，并且在平衡条件下及I→0进行。a.可逆电极的种类：①第一类可逆电极：又称阳离子可逆电极。金属浸在含有该金属的可溶性盐溶液中。如：Ag丨AgNO3(aAg+)Ag++e?Ag②第二类可逆电极：又称阴离子可逆电极。金属插入其难溶盐和与该难溶盐拥有相同阴离子的可溶性盐溶液组成的电极。如：Ag丨AgCl(S),KCl(acl-);AgCl+e?Ag+Cl-③第三类可逆电极：即氧化还原电极；铂与其他惰性金属插入同一元素的两种不相同价态离子。的溶液中。如：Pt丨Fe2+(a1),Fe3+(a2)Fe3++e?Fe2+④气体电极：发生在固液相界面上，气态物质发生氧还反响的电极。如:Pt,H2(PH2)丨H+（aH+）2H++2e?H2（g）b.不可以逆电极的种类：①第一类不可以逆电极：金属浸在不含该金属离子的溶液所形成的电极。如：Zn丨HCl;②第二类不可以逆电极：标准电位较正的金属（Cu,Ag等）浸在能生成该金属的难溶盐或氧化物的溶液中所组成的电极。如：Cu丨NaOH,Ag丨NaCl;③④

第三类不可以逆电极：金属浸在含有某种氧化剂的溶液所形成的电极。如：Fe丨HNO3；不可以逆气体电极：拥有较低氢过电位的金属在水溶液中产生的电极反响。如：Fe丨HCl3.电极电势绝对电极电势：电极系统的导电资料相（金属与溶液）的内部绝对电势φ。标准相对电极电势：以标准氢电极为参比电极（负极），测定其他电极的电极电势获取的电动势值，称氢电极电势。（待测电极与标准氢电极之间的内部电势绝对值之差）电导测定及应用P20-21；例1-3，习题1电动势测定及应用P77-78；例1-2；P81-82，例5-6电解质溶液界面结构电毛细管现象：溶液界面张力随电极电位变化的现象。电毛细管曲线：界面张力与电极电位的关系曲线。非法拉第过程：即理想极化电极，电极表面与溶液之间无离子交换，在外电源改变电极电势时，电量改变双电层的电荷分布（无电荷高出界面），以使电极的（两界面层间）电势之差等于外电势，达到新的电势平衡。零电荷电势：毛细管曲线的最高点对应的电位，为表面电荷量为零时的电位。也是研究不相同电位下双电层结构的一个参比点。界面双电层结构模型。平行板电容器：电极表面上和溶液中吸附的（节余）电荷都亲密地排列在界面的两侧，形成近似荷电的平板电容器的界面双电层结构。②分别双电层：电极侧与溶液侧的节余电荷由于热运动作用，分别于必然表面周边厚度中。半导体电极/稀电解液适用。③Stern模型：金属电极表面上为亲密电何单层结构，溶液侧电何为热扩散分布。图aBDM模型：考虑到电极表面与离子溶剂化作用，表面离子特异性吸附作用。亲密层结构：电极表面特异吸附离子中心称为内Helmholtz层（IHP）。内特异离子中心到静电吸附作用的异性水合离子中心位称为外Helmholtz层（OHP）。电极反响方程和极化现象1.可逆电极电势（平衡电极电势）：可逆电极过程，电极表面上（微观）氧化反响和还原反响的速率相等，净反响速率为零，外电流为零。极化现象：电极上有电流经过（净反响进行），原来平衡态被破坏，相应电极电势偏离平衡电极电势称为电极的极化现象，简称电极极化。极化原因是电极表面反响及反响物迁移过程较慢，对通电过程形成阻力，表现为实质电极电位偏离可逆（理想）电极电位。极化曲线:电流密度与电极电位（超电位）的关系曲线为极化曲线。电极反响过程：如图上所示。2.电极过程的单元步骤：①液相传质步骤：反响物粒子自本体溶液向电极表面的迁移。②前置转变步骤：反响物粒子在电极表面液层中进行“反响前的转变”为活化态。③电子转移步骤：活化态反响物粒子在电极表面得失电子生成活化态产物粒子。④随后转变步骤：最初的产物粒子在电极表面或周边液层中进行没有电子参加的“反响后的转变”。⑤液相传质步骤或新相生成步骤：产物粒子自电极表面向溶液内部（或向液态电极内部）迁移；也许是电极反响生成气态或晶态的产物.3.液相传质过程：浓差极化的方程式和特色性。①②5．电化学反响控制电极反响（B-V方程）1）方程形式：速率常数与浓度表示的B-V方程交换电流密度I0表示的B-V方程2）方程解析：Nernst方程——平衡态下的氢标电极电势线性极化方程：Tafel方程：补充典型电极过程气体电极过程①电催化反响：电极资料在整个电极反响中不被耗资，对电极反响起加速作用，称为电催化作用。电催化作用种类：氧化还原电催化——氧化还原型中间电对作为催化剂参加下的电极反响过程。非氧化还原型电催化——一般性地电极表面资料参加下的电极反响过程。③电催化剂：拥有催化活性的电极资料组分。电催化剂性能：a.必然导电性b.电化学牢固性c.催化活性（降低反响活化能）析氢电极反响过程；++（电极表面周边）基本步骤：①.液相传质：H3O（本体）→H3O.电化学反响：H3O++e=MH+H2O(MH为吸附态氢原子).随后转变：a.复合脱附：MH+MH→H2b.电化学脱附：MH+H3O++e→H2+H2O④.新相生成：nH2→H2（气泡）控制种类控制步骤b迟缓放电理论电化学反响步骤0.118V迟缓复合理论复合脱附步骤0.0295V电化学脱附理论电化学脱附步骤0.039V氧气阴极还原反响过程：二电子机理与四电子机理；2.金属电极过程（动力为阴极过电位）1)金属电聚积：经过电解池阴极上金属离子的还原反响和电结晶过在固体表面生成金属层的过程。料的表面性能或制取特定成分和性能的金属资料。

目的是改变固体材机理步骤：a.液相传质：金属水化离子向电极表面迁移（本体相到表面层）；前置转变：反响粒子发生化学转变反响；电荷传达：反响粒子得电子、还原为吸附态金属离子；电结晶：吸附态金属离子进入金属晶格或齐聚形成晶核并长大成晶体金属的阳极转变钝化现象：必然条件下，金属阳极失去电化学活性，阳极溶解速度变得很小的现象。控制电位法测得的金属阳极极化曲线：钝化作用机理：a.成相膜理论：当金属溶解时，在表面巨生成致密的、覆盖性优异的保护膜。这种保护膜作为一个独立的相存在称为钝化膜或成相膜。把金属和溶液机械地分开，从而使金属溶解速度大大降低，即使金属转为钝化。b.吸附氧理论：由于在金属表面形成氧或含氧粒子的吸附层而引起的，吸附层可以是2--O或OH，很多人认为是氧原子，即由于氧的吸附使金属表面的反响能力降低而发生钝化现象。半导体电极过程：半导体资料特色：a.禁带宽度：导带Ec与价带EV之间的地域Egb.费米能级：费米能级的含义：半导体种类与特色：a.真实半导体—混淆（N、P型）半导体真实半导体存在某些弊端，并进行有目的的掺入杂质。此时弊端和杂质的引入，产生新的定域能级，这些能级位于基材的禁带地域中，当电子或空穴占有这些能级时，其运动碰到限制，表现为定域的电子或空穴，它们对于导电不起作用。b.N型半导体——施主混淆；P型半导体——受主混淆c.能带波折：N型半导体能带从本体到表面向上波折。同理，P型半导体能带一般从本体到表面向下波折。电子界面上的地道跃迁效应a.含义:量子力学认为金属中的电子在相（界面）外的必然距离x处出现的概率密度为x为距表面地址的距离。由于波函数确定的几率分布作用而产生的电子跃迁作用称为电子跃迁的地道效应，同时称无辐射条件下电子在两相之间的转移作用为地道跃迁（作用）。b.Fran