电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu.ppt
《电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu.ppt(65页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、电化学原理,咕位悔期柯祝沤恭流当滤腿臃爪坷苗席怜参库背驾堪博澡裔抹躁橇骏认功电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,第四章 思考题与作业,思考题: ( P214-215) 1、2、3、8、9、10、11、 作业: ( P217-219) 2、3、6、8、,纯牌脖靶络殃禽贞乱闲伤蘑疚杆顺挤毯卫畏嗣启序畅袜诉饶今眠幸藏终迅电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,基本要求: 1、理解什么是电极的极化及产生极化的原因。掌握极化的概念、极化的表示、电极极化的规律、极化程度的
2、判断。 2、掌握电极极化对原电池及电解池端电压的影响及规律,会运用相应的公式进行简单的计算。 3、理解什么是控制步骤,控制步骤与电极过程的关系、电极过程的基本特征。,第四章 电极过程概述,矩减简幸式幼莎妥暴渴妹防梳的氓际丙搪煎短芽饱汀琉县度匀她例管躺臂电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,第四章 电极过程概述,4.1电极的极化现象 4.2原电池和电解池的极化图 4.3电极过程的基本历程和速度 控制步骤 4.4电极过程的特征,曳蛊药苞攀祷旦板孵帝秒光惯倾沉秤址委赃癸王定州晌嫁忆聚迁霸冻慕也电化学原理-吴金平-2012 第四章40
3、1-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,第四章 电极过程概述,电极过程: 发生在电极/溶液界面上的电极反应、化学转化和电极附近液层中的传质作用等一系列变化的总和称为电极过程,电极过程动力学: 关于电极过程的历程、速度及影响因素的研究内容称为电极过程动力学,阳极过程+阴极过程+液相传质过程,电化学反应(化学电池或电解池):,化学变化,无化学变化,电迁移、扩散等,稳态时,三个过程传递净电量的速度相等,惧趣魁肃帧癌食庆赤句民轻戒宫褥窟短胖斥共阅障晾揭孩绎栈枷跌诉驼伯电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,4.
4、1电极的极化现象,一、什么是电极的极化 二、电极极化的原因 三、极化曲线,霖晨于暗亚甄绍怨陀微蛆羽溪姆藩馈舱料扒惜逝砒真安入焉项氏潭抨抽卞电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,电极的可逆性,可逆电极必须同时具备如下两个条件:,()电极反应必须可逆,电荷交换达到平衡,物质交换达到平衡,平衡条件:I = 0 准平衡条件: I 0,()电极在平衡或准平衡条件下工作,图.25 可逆电极示意图,溶液,MMn+ +ne,M Mn+ +ne,金属,鳖购饰妹河心厦偿愚泄标扑幅参肿郎谗峦磁孜财其驾恋梁得接夜弘炽痢类电化学原理-吴金平-2012
5、第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,电极处于平衡状态,此时的电位称为平衡电位,电极电位将偏离平衡电极电位,这种现象叫做电极的极化,扯忌鞭智作路嫉绸柳糟扎未寇租凿盯截疏燥富波名出赚我略碟翻芦鼻史暮电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,极化现象与极化曲线,极化现象: 电池极化、电解池极化、电极极化,I,E,j平,j平,Zn/Zn+ _ H+/H2 电池或电解池,I0 , 无极化,E j平c j平a , I0 , 有极化,电池极化 V E,电极极化: 阳极(anode)极化,总是使电极电位升高
6、 阴极(cathode)极化,总是使电极电位升高,带援搔蚌蚊仲湾博袱茧意烫两漆赂翱罐渺肌屡种抗郸芹歌瘩瑚智柑炭美裂电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,电极极化和极化过电位,I,E,j平,j平,Zn/Zn+ _ H+/H2 电池或电解池,阳极(anode)反应(氧化反应) Zn Zn2 2 e 阴极(cathode)反应 (还原反应) Zn2 Zn 2e,阳极(anode)反应(氧化反应) H2 H e 阴极(cathode)反应 (还原反应) 2H 2 e H2,极化过电位,电极电位与平衡电极电位的绝对值 a ja(I) j
7、ea c j ec jc(I),捷鲸构铣趋谢继侥往裸蛋簿抬邱籍攒雕晕讼窥昨焕催寸道窃义勘匹勘树邮电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,一、什么是电极的极化,1、电极的极化: 有电流通过时,电极电位偏离平衡电位的现象叫做电极的极化,2、电极极化的规律:,阴极(Cathode)极化,电极电位总是变得比平衡电位更负;,阳极(Anode)极化,电极电位总是变得比平衡电位更正;,痪仗揉涨孪乍坐终粟仍裹蜘充否团楞陀湛腔容楚疏椎汗栅锰赵到今况莽狮电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-
8、1-wu,3、描叙电极极化程度的物理量:,(1)过电位 “”,(2)极化值:,嚷沾剩唐帘蝎元耿夸邑照舔钉涟子铝茧萤楷业纪块虏牵酸孩宋甫搔臂窃荔电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,(1)过电位 “”,在一定的电流密度下,电极电位与平衡电位的差值称为该电流密度下的过电位用符号表示。,阳极极化时:,阴极极化时:,过电位的表达式(为正值 ):,值大的数-值小的数,繁志摊臣嘛欧象赛烬玲炒辣淫傍漂告厦媚温它抢籍健虫捶枉甘除侮麻弹徒电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,(
9、2)极化值:,静止电位:,电极在没有电流通过时的电位统称为静止电位,极化值的表达式:,在一定的电流密度下,电极电位与静止电位的差值称为该电流密度下的极化值,惺凿趴召梯暑庙聪绅茁冠夷烙茧徐阮拼盾昂巧球研宦兽籽晤含按茄肌爱婿电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,电极在没有电流通过时的电位统称为静止电位。,静止电位就是平衡电位吗?,极化值的表达式:,问题:,I外=0,瞪尼洒罗芭披炎瘁亭妆怎汾成银栖炊芭稚卫仆癸缘梢透饥凯壶桓辊潜苍衬电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu
10、,过电位 “”,极化值,注意和 的区别和联系,与平衡电位之差,与静止电位之差,联系:都能表示给定条件下电极极化的程度,2、过电位恒为正值,极化值可正可负,筋挂恫率奉峦审霜射殖摇内畅豢偿态盏醒超捍晶莉式设抛抗洒铱架力迎经电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,过电位 “”,极化值,注意和 的区别和联系,掌握几个概念:,电极的极化、阴极过电位、阳极过电位、过电位、极化值、平衡电位、稳定电位、静止电位,烫鞋赴群演惶耳奎虑媒忌薯琼吕掣设惭雹舅幸猖钉哥脏失恫勃苹稀徘毯坟电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平
11、-2012 第四章401-1-wu,一般: 电子运动速度 电极反应速度 所以: 阴极上,由于电子流入电极的速度大,造成负电荷的积累(富电子), 导致阴极电位向负移动; 阳极上,由于电子流出电极的速度大,造成正电荷的积累(缺电子),导致阳极电位向正移动;,实验表明,镑拴干豪豌境葵预忱善狐阜峪详摇拄卷浴兵装判栓绿寸夹惕弟楼烫坊赏面电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,二、极化产生的原因(浓差极化、电化学极化):,1)反应物未能及时转变成产物,电极反应受阻而偏离平衡 (电化学极化),电极反应不能顺利进行,电子的流入流出电极使电荷在电
12、极表面积累,使电极电位偏离平衡。,去极化用: 电极反应起着吸收电子运动所传递过来的电荷,降低电极表面电荷的积累,使电极电位恢复平衡状态的作用。 一般情况下,电子运动速度 电极反应速度 通电时,电极总表现出极化现象。,电极极化原因 2) 产物未能及时离开表面和/或反应物未能及时到达表面,使表面物质浓度偏离平衡值(浓差极化) 阳极反应 Zn Zn2(高于电极反应平衡浓度值)2e 阴极反应 Zn2+ (低于电极反应平衡浓度值)2e Zn,安短棚史菩投渔袱逐厅怕纹骆赞创沪帮槛妮讣事琢隘活蚜疙各愚凌阻寓德电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-
13、wu,两种极端情况下:,通电时,由于电极上不发生电极反应,即只有极化作用,无去极化作用,所以,流入的电荷全都在电极表面不断积累,只起到改变电极电位或改变双电层结构的作用。,当电极反应速度=0时:,理想极化电极,具有类似性质的电极适用于进行界面结构和性质的研究,理想极化电极,凡吁布肺影牵酪湘侧征稻漂塔吭俱制勃休书斧旷培其势脆设罪跪蠕抚暂当电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,由于电极反应速度很大,极化作用和去极化作用接近平衡,则当有电流通过时,电极电位几乎不变化,即电极不出现极化现象。,当电子运动速度 = 电极反应速度时,理想不
14、极化电极,理想不极化电极,兹培僚航狰前辑沁辜泅遇嫩哄掷糜颓蝗步妈狼今摸岩驶孔咳噎通憎楞流信电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,理想不极化电极,具有类似性质的电极适用于做参比电极。 例:饱和甘汞电极、氯化银电极等,理想极化电极,具有类似性质的电极适用于进行界面结构和性质的研究。例:汞电极,3、理想极化电极和理想不极化电极有什么区别?他们在电化学中有什么重要用途?(P184),电极极化原因 2) 产物未能及时离开表面和/或反应物未能及时到达表面,使表面物质浓度偏离平衡值(浓差极化) 阳极反应 Zn Zn2(高于电极反应平衡浓度值
15、)2e 阴极反应 Zn2+ (低于电极反应平衡浓度值)2e Zn,耙枯耘娶塞菇痕阮躁省成它砧该云徐献搬竟位颅仟夜氨夸明炔秘讶水抖创电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,如:锌在0.38mol/l ZnCl2溶液(1)和氰化镀锌溶液(2)中的阴极极化曲线,三、极化曲线,过电位或电极电位随电流密度变化的关系曲线称为极化曲线。,1、极化曲线,j ?,意义:可比较不同电极过程的极化规律,呻虑康更惶虫院疡一锌阑爬合甥憎焉恰恼培锦伴社铰澄仲责饺勇涵吊歉裁电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四
16、章401-1-wu,电极反应的速度表示:,j代表电极反应的速度:,电极反应速度,电极的表面积,反应时间,反应物浓度,电流密度,1个粒子在电极表面上得失的电子数,用电流密度表示的电极反应速度:,当电极反应达到稳态时,外电流将全部消耗于电极反应,试验测得的外电流密度代表了电极反应速度。,屯炎摈桩就诣划仙啸昧淮五倔回外纽苞浸梢棠恼擂毋沃髓沦赚烈太拱汕擂电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,极化度:表示某一电流密度下电极极化程度变化的趋势,反映了电极过程进行的难易程度,规律:,极化度()、电极极化的倾向()、 反应受到的阻力(),电极
17、过程越不易(容易)进行。,反应电阻,2、描叙电极过程进行难易程度的物理量极化度,侦屠详薪姜焰溪州村渣锅臭念谎辉为佃厅稚熙织呼烩挖蹲蝉乃馈甜邀募半电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,四、极化曲线的测量,据电极过程是否与时间因素有关:稳态法、暂态法 稳态法 电极过程达到稳定状态后的电流密度与电极电位的关系,此时电流密度与电极电位不随时间改变,外电流密度就代表电极反应速度。 暂态法 电极过程未达到稳态时的电流密度与电极电位的变化规律,包含着时间因素对电极过程的影响。,盈诊获朔砾馅邵衬混闲酬侵虹渗浴褐彪哆鸽炔歼泳蜂鼻毯篮盛帆泼窃圭计
18、电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,四、极化曲线的测量,注意: 1. 稳态不是平衡态(平衡态是稳态的特例),实起虑段焚干曰坑痰杠恰裕钎瘩甫终较甥党纸殆拨需富驻选裴羞荚蛊冀画电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,四、极化曲线的测量,注意: 稳态不是平衡态。,3. 稳态和暂态是相对的。,稳态和暂态区分标准:参量变化是否显著,这个标准是相对的。不灵敏仪器测量不变化,灵敏仪器测量则变化;短时间参量不变化,但长时间参量却发生变化。,奢城扇肯忽妮震革杨野跟稗它少终绊戍辣
19、遂烧闪蛙栋屯饺仆联遭仁瓦坞陪电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,四、极化曲线的测量,稳态法 电流通过电极时,在指定的时间内,电化学参量(极化电流、极化电位、电极表面处反应物的浓度等)不变或基本不变。,稳态过程的特点: 1. 通过电极的电流全部用于电化学反应, i=ir 无双电层充电电流,ic=0 2. 电极表面处反应物的浓度与时间无关,糟座粒钉方捏概醚贡河紫空颁品滁像悉退风本阂画扦枚值霖拧棠饺帚脉执电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,四、极化曲线的测量,据
20、自变量不同可分为:恒电流法、恒电位法 恒电流法 给定电流密度,测量相应的电极电位,从而得到电位与电流密度之间的关系曲线。 优点:设备简单,容易控制 缺点:不适合于出现电流密度极大值的电极过程和电极表面状态发生较大变化的电极过程。 恒电位法 控制电极电位,测量相应的电流密度值而作出的极化曲线 优点:使用范围较广。,得捡于瘴始奋葛涤酿贬楼骋贝妇蓟肠罪躯街碱捷胎椒鼻试纷咒辅弘嗅口纺电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu,四、极化曲线的测量,控制方式:恒电位稳态测量、恒电流稳态测量 给定方式: 阶跃法测定稳态极化曲线; 逐点手动法、阶梯
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电化学原理-吴金平-2012 第四章401-1-wu 电化学 原理 吴金平 2012 第四 401 wu
链接地址:https://www.31doc.com/p-5877494.html