应用电化学总结

基本概念1.电池电动势：没有电流通过外电路时电池正负两极的电极电势之差。2.开路电压（OCV）：无负荷情况下的电池电压无负荷时，电极与溶液的界面上也可能发生其它反应，达不到热力学平衡状态，其数值往往不同于平衡电位，一般小于平衡电位，只有可逆电池的开路电压等于电池的电动势。3.放电倍率：对于一个具有额定容量C的电池，按规定的小时数放点的电流。放电倍率=额定容量（A×h）/放电电流（A）4.浓差极化：因扩散速度缓慢而造成电极表面与本体溶液浓度差别而引起的极化。5.零电荷电势：电极表面剩余电荷为零时的电位叫零电荷电位，用φZ表示。6.欧姆内阻：电池组件的离子电阻和电子电阻之和，包括电解液的欧姆内阻、电极材料的固相欧姆内阻和隔膜的电阻等。7.电池的容量（C）：在一定放电条件下，电池放电到终止电压时所放出的电量。单位为库仑（C)或安时（A×h）8.法拉第过程：电极/溶液界面有电荷传递，发生氧化或还原反应时的过程．符合法拉第定律，产生法拉第电流。9.非法拉第过程：电极/溶液界面无电荷传递反应，只是电极溶液界面的结构发生变化的过程。10.电迁移：在电场的作用下，带电物质的定向移动。11.极化：电流通过电极时电极电位偏离平衡电位的现象叫做电极的极化。12.金属共沉积：两种或两种以上金属同时发生阴极还原共沉积形成合金镀层13金属电沉积：简单金属离子或络离子通过电化学方法在国体（导体或半导体）表面上放电还原为金属原子附着于电极表面，从而获得一金属层的过程。14.电流效率：制取一定量物质所需要的理论消耗电量Q与实际消耗电量Qr的比值。15.电结晶：金属离子在电极上放电还原为吸附原子后，需要经历由单吸附原子结合为晶体的另一过程方可形成金属电沉积层，这种在电场作用下进行的结晶过程叫电结晶。16.时空产率：单位体积的电解槽在单位时间内所产生的产品的数量。Mol/L/h17.槽电压V：外电源加在电解槽的两极的电压。基本原理1.电极反应的类型？简单电子迁移反应、金属沉积反应、表面膜转移反应、伴随化学反应的电子迁移反应、多孔气体扩散电极中气体还原或氧化反应、气体析出反应、腐蚀反应2.电化学体系中的电极类型？根据电极组成分为：①金属电极②氧化还原电极③气体电极④难溶盐电极⑤电极⑥化学修饰电极根据不同用途：①工作电极②辅助电极③参比电极3.电化学体系的基本要素？电极、隔膜、电解质溶液4.伴随化学反应的电子迁移反应机理？CE机理：在发生电子迁移反应之前发生了化学反应。EC机理：在电极/溶液界面发生电子迁移反应后又发生了化学反应。催化机理：“外壳层”催化：EC机理中的一种，电极和溶液之间的电子传递反应，通过电极表面物种氧化-还原的媒介作用，使反应在比裸电极低的超电势下发生。E步骤C步骤ECE机理：氧化还原物种先在电极上发生电子迁移反应，接着发生化学反应，在此两反应后又发生电子迁移反应，生成产物。5.BDM双电层理论的要点？1)电极/溶液界面的紧密双电层由内紧密层（内Helmholtz层，简称IHP）和外紧密层（外Helmholtz层，简称OHP）构成。2）最靠近电极表面的一层为内紧密层，由溶剂分子和特性吸附离子或分子组成。（特性吸附:在电极表面以非静电作用力吸附离子或分子的现象，阴离子容易发生特性吸附）。大多数溶剂为强极性分子，可以在电极表面定向形成偶极层，通常第一层为水分子层。3）第二层是外紧密层，由溶剂化离子组成。（溶剂化离子与电极的相互作用仅涉及远程静电力，称为非特性吸附离子）4）非特性吸附离子分布扩散于三维区间并延伸到本体溶液中。在OHP与本体之间为扩散层6.影响电极反应速度的因素？影响电极反应速度的主要变量：1.外部变量：温度、压力、时间2.电学变量：电势、电流、电量3.电极变量：材料、表面积、几何形状、表面形态4.物质传递变量：模型、表面浓度、吸附5.溶液变量：电活性物质本体浓度、其他物质浓度、溶剂7.电极过程中的极化类型？当电子转移步骤成为速度控制步骤时，相应的极化称为电化学极化，这种情况下引起的过电位电化学过电位;当液相传质步骤成为控制步骤时,相应的极化称为浓度极化，相应的过电位称为浓度过电位.当前置或者后续化学反应步骤成为控制步骤时，相应的极化成为化学极化，相应的过电位成为化学反应过电位8.反映化学电源性能的指标？化学电源的电动势及开路电压、工作电压和电池的内阻、电流和反应速率、电池的容量及影响因素、电池的比能量和功率、电池的寿命、电池自放电、过充电、9.影响电池容量的放电条件？电池容量和放电条件相关，包括：放电电流、放电深度、放电形式、电池的温度等10.碱性锌锰原电池及铅酸蓄电池的结构表示式、电极反应及电池反应式？碱性电解液的锌锰电池负极反应:正极反应:电池反应: 铅酸蓄电池 负极反应: 正极反应：电池反应： 11.简单金属离子还原过程过程所经历的步骤？1)水化金属离子由本体溶液向电极表面的液相传质；2)电极表面的金属离子水化数降低、重排，使离子更靠近电极表面：3)离子吸附于电极表面的活化部位，通过电极实现电荷转移，形成吸附于电极表面的水化原子4)吸附原子失去剩余水化层进入晶格:12.电镀溶液中光亮剂的原理？光亮剂作用机理可以表述为：第一种机理假设光亮剂在镀件表面上形成了几乎完整的吸附单层，吸附层上存在连续形成与消失的微孔，而金属只在微孔处进行沉积。由于这些微孔是无序分布的，固金属沉积是完全均匀的，不会导致小晶面的形成。与此同时，借助几何平整作用，原先存在的小晶面逐渐被消除。最终得到光亮的镀层。第二种机理假设光亮剂分子能优先吸附在金属电结晶生成较快的晶面上，且能对电沉积起阻化作用，因而导致镀件表面不同位置的生长速度趋于一致，加上几何平整作用，终于得到光亮的镀层。13.电镀的工艺流程？电镀生产工艺流程包括镀前处理、电镀和镀后处理三大步。14.电镀的工艺类型？电镀分为：单金属电镀、合金电镀、复合电镀、熔盐电镀等几种类型15.氯碱工业中的生产方法类型？隔膜槽、汞槽和离子膜槽三种电解方法16.氯碱工业中隔膜槽法的生产原理？电解原理阳极反应阴极反应理论分解电压为电解NaCl总反应17.过硫酸钾法电解生产过氧化氢的工艺流程？（书175）＋循环使用水解18.金属的电化学防腐方法。金属镀层、阳极保护、阴极保护、缓蚀剂保护19.阴极保护防腐原理。阴极保护是金属体阴极极化以保护其在电解质中免遭腐蚀的方法。若阴极电势足够负，金属就可以不氧化（溶解），即达到完全的保护。阴极极化可用两种办法实现：（1）外加电流法：在电解质中加入辅助电极，连接外电源正极，而将需要保