电化学复习

电化学复习第一章绪论电分析化学是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学,它是电化学和分析化学学科的重要组成部分,与其它学科,如物理学、电子学、计算机科学、材料科学以及生物学等有着密切的关系。电分析化学的研究领域包括成分和形态分析,动力学和机理分析,表面和界面分析等方面的内容。在化学成分分析中,电分析化学方法是一种公认的快速、灵敏、准确的微量和痕量分析方法。电分析化学的理论基础:电位分析法的定量关系式是能斯特方程;现代极谱和伏安法的理论是建立在扩散电流理论基础上。菲可(Fick第一定律:描述电活性物资向电极表面扩散传质的流量方程菲可(Fick第二定律:描述电解过程中电活性物质的浓度随离开电极表面的距离x时间t变化的微分方程式第二章扩散电流理论与极谱分析电极反应速度:单位面积上单位时间内发生反应的物质的摩尔数?=i/nFA=j/nF影响反应速度的因素:1.传质速度.2.在电极表面进行的电子交换反应的性质.3.极反应是否耦合均相化学反应.4.其它表面反应,如吸附,解吸或表面膜的形成等极化:流通过电极/溶液界面时,电极电位偏离平衡电位的现象极化分为:浓差极化,电化学极:211362液相传质包括:对流、扩散和电迁移d(根据传质流量方程推导极谱分析中Ilkovi?方程式可逆电极反应:电子交换反应的速率比扩散速率在所有电极电位值时都大的多,这时在波上升部分,扩散速率依然是决定因素.电流受扩散速度控制准可逆电极反应:电子交换反应较慢,电流受扩散和电极反应速度控制.完全不可逆电极反应:电子交换反应非常,电流受电极反应速度控制.会推导可逆极谱波方程式由对数分析曲线可以得到那些结论?金属离子形成络合物后,半波电位负移:第三章非扩散电流极谱理论1c1scx电流与电位的一般表示式子:22o1.k越大,反应速度越快,反之,反应速度越慢2.E越负(或正,反应速度kf越快(kb越快
Butler-Volmer方程(步特勒尔-伏尔默方程交换电流越小,动力学越迟钝,欲得到某电流值,所需过电位越大Tafel方程式:η=a+blgi该方程在电荷转移为控制步骤时成立。其前提是不存在传质过程的影响.实际上是表征完全不可逆过程第五章暂态分析技术稳态、暂态、平衡态的区别?稳态的电流全部是由于电极反应所产生的,它代表着电极反应进行的净速率暂态电流包括法拉第电流和非法拉第电流暂态分析技术:主要用于研究电极过程动力学和电极反应机理.常用的方法:计时分析法线性扫描伏安法循环伏安法交流技术等.1.线性扫描伏安法基本原理,电流方程式?加一快速线性变化电压于电化学池,或工作电极电位随外加电压快速线性变化,纪录i-E曲线的方法------LSV工作电极电位变化很快,E(t=Ei-νt对可逆电极反应,O+ne=R当电极电位线性变化时,尽管电压变化速度快,但电极反应速度也很快,体系能迅速建立平衡,电极表面氧化态和还原态的浓度比遵循Nernst方程.1/20RT56.5CEp?Ep/2?2.2?25???(mVΧ(σt在任何给定的E值下都是一个纯数值.oonFn可逆波:判据?53/21/21/20特点:可逆波峰电位与扫描速度无关.峰电流与扫描速度平方根成正比poo由峰电流公式知:ip/(v1/2c是一常数,比例于n3/2D1/2,可用于计算电极反应的n,D.主要特点:可逆波峰电位与扫描速度无关.峰电流与扫描速度平方根成正比?nF1/2完全不可逆体系:判据?完全不可逆体系,不遵守Nernst方程.其电流方程式i?nFAcoDo?1/2(?1/2?1/2?(bt峰电流表达式RT主要特点:峰电流与扫描速度平方根成正比,与反应物浓度成正比峰电位与扫描速度有关准可逆体系:峰电流与扫描速度平方根不成正比1/21/251/2该体系处理较复杂,其特点介于上述体系之间.峰电流与扫描速度平方根不成正比p?oo2.循环伏安法基本原理,电流方程式?循环伏安法的原理与线性扫描伏安法相同,只是比线性扫描伏安法多了一个回扫,所以称为循环伏安法。也称为三角波线性电位扫描方法.当线性扫描从起始电位达到一定时间t=λ(或电极电位达到开关电位时,将扫描方向反向,形成一个循环.所施加的电压为三角波.反向扫描曲线的开关依赖于开关
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