应用电化学 考点汇总

应用电化学

第一章

考点1. 电化学体系的基本单元:

电解质：液体、固体 电极：正/负极，阴/阳极 隔膜：隔开两个电极

考点2. 三个电极体系：工作电极、参比电极和辅助电极

a、工作电极：导电的固体或液体

常用的“惰性”固体电极材料是玻碳(GC)、铂、金、银、铅和导电玻璃 b、辅助电极（对电极）CE:电极上发生。

对辅助电极的结构还是有一定的要求: (与工作电极相比)

1. 应具有大的表面积使得外部所加的极化主要作用于工作电极上。 2. 辅助电极本身电阻要小，并且不容易极化 3. 同时对其形状和位置也有要求。

c、参比电极 (reference electrode，简称RE): 参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极的电极电势。 参比电极的性能:

(1) 具有较大的交换电流密度，是良好的可逆电极，其电极电势符合Nernst方程; (2) 流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状; (3) 应具有良好的电势稳定性和重现性等。

与工作电极构成反应体系，使工作电极上电流畅通，以保证所研究的反应在工作

考点3. 法拉第过程:

电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的氧化或还原反应。法拉第过程遵循法拉第定律。相应的电流称为法拉第电流。

考点4. 非法拉第过程:

电极/溶液界面施加一定电压，且不发生电荷传递反应，仅仅是电极/溶液界面的结构发生变化，这种过程称非法拉第过程，如吸附和脱附过程。

考点5. 双电层理论概要:

电极与溶液界面的双电层由若干假想的层组成。

内层: 最靠近电极表面的一层，由特性吸附的粒子（离子或分子）和溶剂分子组成。也称为紧密层、Helmholtz层或Stern层。

对于水溶液，由于水的强极性，实际上最靠近电极的是水分子形成的偶极层，然后才是水化离子形成的剩余电荷层。

大多数溶剂分子(如水)都是强极性分子，能在电极表面定向吸附形成一层偶极层。因此通常贴近在电极表面第一层便是水分子层，第二层才是由水化离子组成的剩余电荷层。特性吸附离子的电中心位置叫内Helmholtz层(IHP)，它是在距离为x1处。溶剂化离子只能接近到距电极为x2的距离处，这些最近的溶剂化离子中心的位置称外Helmhohz层(OHP)。

(扩散区: 由于电场的作用，有一个处于高浓度双电层和溶液本体之间的区域，这个区域内的溶质浓度呈现梯度变化

溶液本体: 这部分粒子浓度均一，溶液处于均相状态)

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溶剂化离子与电极的相互作用仅涉及远程的静电力，(这些离子被称为非特性吸附离子)。同时，非特性吸附离子由于电场的作用会分布于称为分散层（扩散层）的三维区间内并延伸到本体溶液。在OHP层与溶液本体之间是分散层。

在曲线的最高点，dγ/ dφ＝0，即q＝0，表明电极表面不带电，这一点相应的电极电势称为“零电荷电势”，用φz表示。

考点6. 零电荷电势的测定：

主要的方法有电毛细曲线法及微分电容曲线法(稀溶液中)。此外，还可以通过测定气泡的临界接触角、固体的密度、润湿性等方法来确定。

考点7. 电极反应的速度由一系列过程所控制，这些过程可能是以下几种：

物质传递：反应物从溶液本体相传递到电极表面以及产物从电极表面传递到本体溶液。 电极／溶液界面的电子传递(异相过程)。

电荷传递反应前置或后续的化学反应：这些反应可能是均相过程，也可能是异相过程。 吸脱附、电沉积等其他的表面反应。 考点8. 电化学反应的核心步骤是

电子在电极／溶液界面上的异相传递。

考点9. Tafel经验方程

η= a + blgi

在强极化的条件下，阴极发生还原反应，由Butler-Volmer方程推导出Tafel经验方程。

Tafel方程中的a，b可以确定为：

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Tafel方程只适用于不存在物质传递对电流影响(即极化超电势较大)的情况。如果电极反应动力学过程相当容易，在超电势不是很大时，就能够达到物质传递的极限电流，对这样的体系，Tafel方程就不适用。Tafel行为是完全不可逆电极过程的标志。

尽管如此，Tafel曲线(lgi对η的曲线)仍然是求解电极过程动力学参数的有力工具。对于Tafel方程，高超电势下阴极支的斜率为 –αzF/2.303RT，高正超电势下阳极支的斜率为(1 - α)zF/2.303RT，阴极，阳极的lgi- η曲线外推到η =0可得到截距lgi0，从而可求得交换电流的大小。

考点10. 物质传递的形式

扩散、电迁移、对流。

考点11. 循环伏安法

是指加在工作电极上的电势从原始电位E0开始，以一定的速度v扫描到一定的电势E1后，再将扫描方向反向进行扫描到原始电势E0(或再进一步扫描到另一电势值E2)，然后在E0和E1或E2和E1之间进行循环扫描。

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第二章

考点12. 电催化：

在电场的作用下，存在于电极表面或溶液中的修饰物（可以是电活性的和非电活性的物种）能促进或抑制在电极上发生的电子转移反应，而电极表面或溶液相中的修饰物本身并不发生变化的一类化学作用。

考点13. 实质：

通过改变电极表面修饰物（有时为表面状态）或溶液相中的修饰物来大范围的改变反应的 …… 此处隐藏：10113字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……