電極過程動力學 電化學

1、吸附對電極/溶液界面性質(zhì)的影響：在電極/溶液界面上不但有靜電吸附，而且有特性吸附，只有當電極表面剩余電荷足夠多時，靜電吸附足夠大時，特性吸附才消失；當電極表面發(fā)生吸附時，電毛細管曲線和微分電容發(fā)生變化；由于靜電吸附和特性吸附共同存在，會出現(xiàn)超載吸附與三電層結(jié)構(gòu)；無特性吸附時，分散層電位與緊密層電位方向相同，當有陰離子特性吸附時，緊密層與分散層方向相反。電極過程電極表面附近薄液層中進行的過程與電極表面上發(fā)生的過程的總稱。電極過程單元步驟：液相傳質(zhì)反應(yīng)粒子向電極表面?zhèn)鬟f；表面轉(zhuǎn)化（前置）反應(yīng)粒子在電極表面或附近液層發(fā)生某些轉(zhuǎn)化；電化學反應(yīng)粒子在電極/溶液界面得到電子或失去電子；表面轉(zhuǎn)化（后置）反應(yīng)

2、產(chǎn)物在電極表面或附近液層發(fā)生某些轉(zhuǎn)化；a、新相生成反應(yīng)產(chǎn)物不溶時，反應(yīng)產(chǎn)物生成新相；b、液相傳質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)物可溶時，產(chǎn)物粒子從電極表面向溶液中或溶液電極內(nèi)部遷移。電極極化電流通過電極時，電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象。過電勢表示某一電流密度下極化電勢與平衡電勢之差。 陽極過電勢： 陰極過電勢：控制步驟電極過程中最慢的單元步驟。極化曲線電極上電勢隨電流密度變化的關(guān)系曲線。傳質(zhì)過程（溶液）：對流物質(zhì)粒子隨液體流動而移動。A、自然對流液體各部分之間由于存在濃度差或溫度差產(chǎn)生的密度差或密度梯度而產(chǎn)生的對流；B、強制對流通過攪拌而引起的對流。擴散溶液中某一組分由于存在濃度梯度（或化學勢梯度）而發(fā)生該組分向減

3、少這種梯度的方向轉(zhuǎn)移的過程。電遷移帶電粒子在電場梯度或電勢梯度的作用下而引起的遷移過程。擴散層通過電流時，由于物質(zhì)遷移緩慢而引起濃度發(fā)生擴散的液層。穩(wěn)態(tài)擴散溶液中任意一點的濃度不再隨時間變化的擴散過程。（擴散速度與時間無關(guān)，反應(yīng)粒子濃度分布只與空間有關(guān)，擴散層厚度一定）非穩(wěn)態(tài)擴散溶液中任意一點的濃度隨時間變化的擴散過程。（反應(yīng)粒子濃度同時是空間和時間的函數(shù)，擴散層厚度隨時間變化）擴散電流密度由帶電粒子的擴散引起的電流。 極限擴散電流密度電極反應(yīng)所能達到的最大電流密度。一、在電化學研究中，常常會加入惰性電解質(zhì)，請歸納惰性電解質(zhì)的作用。解答：支持電解質(zhì)就是提高化學電池中溶液導電率的電解質(zhì)，本身不參

4、與電化學反應(yīng)。主要作用如下：在電荷轉(zhuǎn)移控制的反應(yīng)中，支持電解質(zhì)是消除1效應(yīng)；在擴散控制的反應(yīng)過程中，支持電解質(zhì)是消除反應(yīng)物的電遷移，只用考慮其擴散作用；而對于本身不參加電化學反應(yīng)的支持電解質(zhì)，其擴散流量和電遷移流量總和為零，所以不會引起電流密度的變化。1 什么是三電極體系？試畫出三電極體系示意圖，通過它如何測得所需參數(shù)？2 物質(zhì)的傳遞形式有哪些？ 如果溶液中存在大量的惰性電解質(zhì)，則電極過程中的液相傳質(zhì)步驟主要由哪些形式的傳質(zhì)作用所決定？試分析說明。3 試說明參比電極應(yīng)具有的性能和用途。4 為什么說電極過程是一特殊的異相氧化還原反應(yīng)？5 影響電極表面反應(yīng)能力的因素有哪些？ 6 名詞解釋：電極極化

5、 零電荷電勢 恒電位法 理想極化電極 速度控制步驟 平衡電位：當金屬正離子進入溶液成為水合金屬離子后，由于靜電作用不僅水合了該金屬正離子能回到金屬中去，而且也能將溶液中水合了的其他正離子吸引到金屬上去。當這兩個相反過程速率相等且又可逆時，會產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電極電位，稱為平衡電位。 腐蝕電位：在金屬腐蝕過程中，腐蝕金屬電極表面上常常有兩個或更多個電極電極反應(yīng)同時進行，當這些電極反應(yīng)的陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)痛同時以相等的速率進行時，電極反應(yīng)將發(fā)生相互耦合，陰、陽極反應(yīng)的電位由于極化原因而相互靠攏，最后達到一個共同的非平衡電位，此電位稱之為混合電位，也稱為腐蝕電位。絕對電位：浸在某一電解質(zhì)溶液中

6、并在其界面發(fā)生電化學反應(yīng)的導體稱之為電極。當金屬和電解質(zhì)溶液接觸時，在金屬/溶液界面處將產(chǎn)生電化學雙電層，此雙電層的金屬相與溶液相直接的電位差稱之為電極電位。單個電極上的雙電層電位差的絕對值稱之為絕對電位。但是單個電極的絕對電位無法測定。3.第二次世界大戰(zhàn)后不久，美國制造了一艘豪華游船“海洋在召喚號”，船體用蒙乃爾(Monel)做外殼，用鋼釘鉚接。可在海洋中試航不久，船體主要構(gòu)架發(fā)生了嚴重的破壞，最后不得不報廢了，請你分析一下是什么原因？屬什么形態(tài)腐蝕，你認為用什么防護措施可以減輕或防止其腐蝕破壞。 答：船體報廢的原因：船體用鋼釘鉚接后，鋼釘與蒙乃爾合金的金屬活潑性不同，在海水這種電

7、解質(zhì)溶液中形成原電池的原理，加速了兩種金屬中間的化學腐蝕，致使船體主要構(gòu)架嚴重破壞，最后報廢。所屬的腐蝕類型：這種腐蝕是一種電化學腐蝕，是電偶腐蝕，也是縫隙腐蝕，均是局部腐蝕的一種形式。電偶腐蝕是兩種或兩種以上不同電極電位的金屬處于腐蝕介質(zhì)內(nèi)相互接觸而引起的電化學腐蝕，又稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕?？p隙腐蝕它可能發(fā)全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內(nèi)，這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成。防護措施： 電偶腐蝕的主要防止措施有： 選擇在工作環(huán)境下電極電位盡量接近（最好不超過50毫伏）的金屬作為相接觸的電偶對；  減小較正電極電位金屬的面積，盡量使電極電位較負的金屬表面積增大； 盡量使相接觸的金屬電絕緣，并使介質(zhì)電阻增大；充分利用防護層，或設(shè)法外加保護電位。選擇防護方法時應(yīng)考慮面積律的影響，以及腐蝕產(chǎn)物的影響等。2.為了防止雙金屬腐蝕，有人把涂料涂刷在賤金屬（電位較負的金屬）上，以防賤金屬加速腐蝕，你對這種做法有何看法？  答：這種做法是不對的，會加速賤金屬的腐蝕，原因如下：涂料一般指有機涂層，除添加鋅粉等的特殊涂層外，一般有機涂層不導電，多為陰極性涂層，而且有空隙，避免不了水分子的滲透，因此單獨使用涂料很