電化學(xué)原理及應(yīng)用

電化學(xué)原理與應(yīng)用作業(yè)界面帶電答：由于物質(zhì)之間的相互作用，而使電荷在界面上分布不均勻從而產(chǎn)生電勢梯度的現(xiàn)象。界面雙層電場強(qiáng)度答：界面雙電層電場強(qiáng)度即界面電勢差，為電極表面與溶液本體之間的電勢差。Ihp‘Ohp答：亥姆霍茲雙電層，由Helmholtz最早提出的一種雙電層結(jié)構(gòu)。他認(rèn)為雙電層的結(jié)構(gòu)與平行板電容器相似，雙電層的里層在固體表電層的結(jié)構(gòu)與平行板電容器相似，雙電層的里層在固體表面上，相反符號(hào)的外層則與固體表面平行地分布在液體中，兩層之間的距離很小，約在離子大小的量級(jí)。在此雙電層中電勢由里層向外層呈直線下降。我為稱平行于電極的通過吸附離子中心軌跡的平面為ihp（內(nèi)亥姆霍茲層）；在液體內(nèi)部，帶相反電荷平行于 ihp的平面稱為ohp（外亥姆霍茲層）。雙電層次與三電層異同答：當(dāng)電極與溶液接觸時(shí)，由于荷電質(zhì)點(diǎn)（電子或離子）在兩相之間轉(zhuǎn)移，或是通過外電路向電極界面兩側(cè)充電，都會(huì)在兩相中分別引起過剩電荷。這些過剩電荷分布在界面兩側(cè)的薄層中，就形成了電化學(xué)雙層，簡稱雙層。當(dāng)電極表面帶正電荷時(shí)，某些負(fù)離子除靜電力被吸附在界面夕卜，還可以受到另一種非靜電力的作用，使之被吸附于電極表面之上，通常將這種由庫侖力以外的作用力所引起的吸附，稱之為特性吸附。這樣就使和雙電層中，負(fù)離子超過了電極表面上的正電荷。這種過剩的負(fù)電荷，又靜電吸引溶液中的正離子，形成了如下圖所示的三電層。這時(shí)，i電位的符號(hào)與「相反。圖1、三電層結(jié)構(gòu)及其電位分布接觸吸附答：接觸吸附就是特性吸附，是離子與金屬表面直接接觸的吸附。主要是為了回避庫侖定律不能解釋的現(xiàn)象。形成條件：金屬/溶液界面第一層為偶極子（水分子）占據(jù)，但有被離子替代的情形。與金屬離子直接接觸的離子是沒有一級(jí)水化層的離子。大多數(shù)陰離子和大的陽離子沒有一級(jí)水化層，故可能在電極上形成接觸吸附。帶電界面與哪些性質(zhì)有矢，用什么方法測量各有什么特點(diǎn)？答：帶電界面主要與界面張力、界面剩余電荷密度、各種離子的界面吸附量和界面電容有矢。測量方法：測量界面張力主要用電毛細(xì)曲線；界面剩余電荷密度的確定由Lippmannequation①二①+X確定；界面電容主要有點(diǎn)毛細(xì)法和微分電容法。7?何謂理想極化電極和不極化電極并舉例答：交換電流密度描述了平衡電極電勢下，氧化與還原的絕對(duì)速度的大小，體現(xiàn)了反應(yīng)的活躍程度，或者說體現(xiàn)了反應(yīng)能力和反應(yīng)活性的大小。表征電極反應(yīng)在平衡狀態(tài)下的動(dòng)力學(xué)特性。當(dāng)交換電流密度趨于零時(shí)，可逆性最小，稱為理想極化電極。當(dāng)交換電流密度趨于無窮大，要逆最大，稱為不極化電極。或者說，理想極化電極是無論施加多大的電壓在電極表面都沒有電荷轉(zhuǎn)移發(fā)生的電極，Hg電極在電位窗口內(nèi)可以看成理想極化電極。不極化電極是電極電位不隨電流的改變而改變的電極， 其電極電位保持恒定。8.駝峰現(xiàn)象答：根據(jù)公式CKaCKa_ohplKMj)HP kMTHP?丿dqM內(nèi)外亥姆霍茲層中間相當(dāng)于一個(gè)電容。因?yàn)樵陔娙堇镉?d=ri隨水合物的影響。；越大絕緣性越好。在溶液中，；取決于電子活動(dòng)的強(qiáng)烈程度。溶液中水偶極子與離子反應(yīng)，形成水合物，影響水的導(dǎo)電性。電雙層相當(dāng)于兩個(gè)微型電容，因此有：4二如詁△ 4二亠C"_OHP :LJ—5 4二念一仃CKa_ohp由上式可得，電容在肯定在某處上升然后快速下降，有一個(gè)駝峰現(xiàn)象。9?試述有機(jī)分子對(duì)界面性質(zhì)的影響。答:E2400350-0.5 -1,0y>(SHE>/V300柱含有不同叔戌蹲濬液中測冃的電毛細(xì)曲繪E2400350-0.5 -1,0y>(SHE>/V300柱含有不同叔戌蹲濬液中測冃的電毛細(xì)曲繪飆皮苒壌度tgiyL/H1 CH2O1 CH2OMO1$3 ?OS0*2A絕大多數(shù)能溶于水的有機(jī)物，對(duì)電極的活性都有不同程度的影響。表面活性有機(jī)分子發(fā)生特性吸附的規(guī)律及其對(duì)界面性質(zhì)的影響也可以通過電毛細(xì)曲線和微分電容曲線觀察到。圖 3.30表明吸附發(fā)生在零電荷電位附近的一定電位范圍內(nèi)，而且表面活性有機(jī)分子的濃度越高，發(fā)生吸附的電位范圍越寬，界面張力下降得越多。UdUd電 **如入在聞？S亡生琴TMLSa二2——趕勁曲科啦耐*3 豐達(dá)列ts種皿附EH圖3?31所示為有機(jī)分子吸附時(shí)，微分電容曲線變化的典型圖形。零電荷電位附近的電位范圍內(nèi)，微分電容值下降，兩側(cè)則出現(xiàn)電容峰值；