电化学研究方法总结及案例
药物分析中的电分析化学方法

药物分析中的电分析化学方法药物分析是指通过物理、化学及其它方法对药物进行定量和鉴别分析的过程。
其中,电分析化学方法在药物分析领域起着重要的角色。
本文将详细介绍药物分析中常用的电分析化学方法,并探讨其在药物研究与分析中的应用。
一、电分析化学方法的基本原理电分析化学方法是利用电化学技术与分析化学原理相结合的一种分析方法。
电分析化学方法包括电位法、电流法和电导法等。
1. 电位法电位法是基于电极之间的电势差进行药物分析的方法,常用的电位法有电位滴定法、电位滴定曲线法和极谱法等。
电位法适用于药物与氧化还原反应有关的分析,可用于药物含量测定、药物质量控制等方面。
2. 电流法电流法是通过测量药物溶液在电场中的电流变化进行分析的方法,常用的电流法有极谱法、电化学检测法和电解滴定法等。
电流法适用于药物的氧化还原性质分析,可以进行药物的稳定性研究、药物残留检测等。
3. 电导法电导法是利用药物溶液电导率与其浓度成正比关系进行分析的方法,常用的电导法有直接测定法和间接测定法。
电导法适用于药物溶液的浓度测定、纯度检测等方面。
二、药物分析中的电分析化学方法应用案例以下为几个药物分析中常见的案例,展示了电分析化学方法的应用。
1. 药物含量测定电位滴定法是药物含量测定中常用的方法之一。
以某药物A为例,通过将药物A溶解于适量溶剂中,用标准溶液滴定至药物溶液与指示剂颜色变化终点相一致,从而计算得到药物A的含量。
2. 药物残留检测电化学检测法可用于药物残留的检测。
以某药物B为例,将其溶解于适当的电解质中,经过电化学反应后,测定药物B产生的电流强度,从而判断药物B的残留情况。
3. 纯度检测电导法可用于药物纯度的检测。
以某药物C为例,将其溶解于适量的电解质溶液中,通过测定药物C溶液的电导率,从而判断药物C的纯度。
三、电分析化学方法的优势与挑战电分析化学方法在药物分析中具有以下优势:1. 灵敏度高:电分析化学方法具有较高的检测灵敏度,可以检测到药物的微量成分。
电化学催化反应动力学的研究方法

电化学催化反应动力学的研究方法电化学催化反应动力学是研究化学反应在电化学条件下进行的一门学科。
它通过测量电流、电势和时间等参数,研究催化反应的速率和机理。
本文将介绍几种常用的电化学催化反应动力学研究方法。
一、循环伏安法循环伏安法是一种常用的电化学催化反应动力学研究方法。
它通过在电极上施加周期性的电压波形,测量电流和电势的变化,从而得到反应的动力学参数。
循环伏安法可以用来研究电化学反应的速率常数、转化率、电荷转移系数等参数。
二、交流阻抗法交流阻抗法是一种用来研究电化学反应动力学的非破坏性方法。
它通过施加交流电压信号,测量电流和电势的响应,从而得到反应的动力学参数。
交流阻抗法可以用来研究电化学反应的电荷传输过程、界面反应速率等参数。
三、计时电流法计时电流法是一种简单而有效的电化学催化反应动力学研究方法。
它通过在电极上施加恒定的电压,测量电流的变化,从而得到反应的动力学参数。
计时电流法可以用来研究电化学反应的速率常数、转化率等参数。
四、扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜是一种常用的表面形貌观察方法。
它通过扫描电子束和样品表面的相互作用,得到样品表面的形貌信息。
在电化学催化反应动力学研究中,SEM可以用来观察电极表面的形貌变化,从而了解反应过程中的电极结构和催化剂分布情况。
五、拉曼光谱拉曼光谱是一种非破坏性的表征方法。
它通过测量样品散射光的频移,得到样品的分子振动信息。
在电化学催化反应动力学研究中,拉曼光谱可以用来研究反应物和产物的结构变化,从而了解催化反应的机理和动力学过程。
六、原子力显微镜(AFM)原子力显微镜是一种常用的表面形貌观察方法。
它通过测量样品表面的原子力相互作用,得到样品表面的形貌信息。
在电化学催化反应动力学研究中,AFM可以用来观察电极表面的形貌变化,从而了解反应过程中的电极结构和催化剂分布情况。
总结起来,电化学催化反应动力学的研究方法包括循环伏安法、交流阻抗法、计时电流法、扫描电子显微镜、拉曼光谱和原子力显微镜等。
实验报告利用电化学方法研究电池性能

实验报告利用电化学方法研究电池性能实验报告:利用电化学方法研究电池性能摘要:本实验通过运用电化学方法,研究了电池性能。
我们使用了恒流充放电法,分别测试了不同条件下镍氢电池的放电容量和充电效率。
实验结果显示,充放电速率对电池性能有明显影响,并提供了进一步优化电池设计的参考依据。
引言:电化学是一门研究电荷转移和化学反应之间关系的学科。
本实验将运用电化学方法,通过对电池性能的实验研究,旨在探究不同条件对电池充放电效率和容量的影响。
材料与方法:1. 实验使用的设备和试剂:镍氢电池、恒流恒压充电装置、电池测试仪、电子天平、电阻箱等。
2. 实验步骤:a) 准备工作:根据实验要求组装电池,并将其放置在电池测试仪上。
b) 充电实验:设置不同恒流充电率,如0.2C、0.5C、1C等,记录充电时间和充电电流。
c) 放电实验:将充电完毕的电池接入电池测试仪,设置不同恒流放电率,记录放电时间和放电电流。
d) 数据处理:根据实验数据计算电流密度、放电容量和充电效率。
结果与讨论:1. 充电实验结果:a) 充电时间和电流之间的关系:随着充电电流的增加,充电时间明显缩短。
b) 充电效率的影响:不同充电电流条件下,充电效率呈现出一定的差异。
2. 放电实验结果:a) 放电时间和电流之间的关系:放电时间随着放电电流的增加而减少。
b) 放电容量与放电电流之间的关系:放电容量随着放电电流的增加而减少,且减少速率逐渐加快。
结论:通过电化学方法对电池性能进行研究,我们发现充放电速率对电池性能有重要影响。
充电速率越高,充电时间越短,但充电效率也较低。
放电速率越高,放电时间越短,但放电容量也相应减少。
这些实验结果为进一步优化电池设计提供了参考依据。
未来可以通过改变电极材料、调整电解液配方等手段,进一步提高电池的性能。
致谢:感谢实验室的支持和帮助,以及所有参与本实验的同学们的协作。
电化学研究方法

电化学研究方法
电化学研究方法是一种研究电化学反应和电子传导机制的实验测量方法,它结合了物理学和电化学,广泛应用在催化、电解、传感、海洋、环境和材料等领域。
电化学研究的主要仪器包括电化学工作站、电位计、极化仪、脉冲电位法和生物电位仪等仪器。
其功能是监测和测量电化学反应过程中电位,极化形式、极化效应和极化时间等参数,从而预测未来的电化学过程。
电化学研究方法还包括电化学电子显微镜(TEM)、恒流部分电位曲线等测量手段,TEM可以在不影响原材料性质的情况下使用,可以清晰形象地显示原材料面,从而对原材料的表面化学反应和电子传导机制有更深的了解。
恒流部分电位曲线是利用恒流依次加入试剂,回收电流测量,并根据回收电流绘制的PMC(Partial Potential Curve),从而探寻电化学反应机制。
电化学研究方法还可以结合计算机技术,使用计算机软件对电化学数据进行分析,利用电子传导机制的分子动力学模拟方法研究电化学反应动力学及电子传导机制等,从而获得更深入的了解。
电化学研究是一个复杂的研究过程,需要综合运用多种有效的实验策略和技术来深入研究电化学反应机制,这就要求研究者需具备较为丰富的实验技能和理论功底,有能力将实验结果正确理解,为进一步开展研究提供有效的方向和建议。
化学实验中的电化学方法

化学实验中的电化学方法电化学是研究电和化学反应之间关系的学科,它在化学实验中有着广泛的应用。
本文将介绍几种常见的电化学方法及其应用。
一、电解法电解法是利用电能引发化学反应的方法。
在电解池中,通常有两个电极:阳极和阴极。
阴极是电流的负极,它引发还原反应;阳极是电流的正极,它引发氧化反应。
电流经过电解质溶液时,会使质子或离子在电解质溶液中的传导,从而引发化学反应。
电解法在化学实验中的应用广泛,其中一个重要的应用是电镀。
通过控制电流,可以在材料表面上制备出具有特殊功能的金属或合金镀层,提高其耐腐蚀性能或美观度。
二、电沉积法电沉积法是利用电流沉积金属或合金在电极表面的方法。
在电沉积实验中,电解质溶液中含有金属离子或合金离子,通过在电沉积电池中施加电流,金属或合金离子可以还原为金属沉积在电极表面。
电沉积法在制备纳米材料和合金材料方面有广泛的应用。
通过调控电流密度和电沉积时间,可以制备出各种形状和尺寸的金属或合金纳米颗粒或薄膜。
三、电化学分析法电化学分析法是利用电化学测定技术进行化学分析的方法。
它基于电化学反应的特性,通过测量电流或电势变化来确定物质的浓度或质量。
电化学分析法在环境分析、生化分析和药物分析等领域有广泛的应用。
例如,通过测定电流或电势变化来确定某种药物的含量,或者测定水体中某种金属离子的浓度。
四、电化学合成法电化学合成法是利用电流引发化学反应来制备化合物的方法。
在电化学合成实验中,常用的方法包括电解法和电沉积法。
电化学合成法在有机合成、无机合成和材料合成等领域有广泛的应用。
通过调控电流密度和反应条件,可以实现对化合物的选择性合成,得到所需的产物。
结论电化学方法在化学实验中起着重要的作用。
通过电解法、电沉积法、电化学分析法和电化学合成法等方法,我们可以实现对化学反应的控制和调控,制备出多种具有特殊功能的材料,深化对电化学原理和反应机理的理解。
在进一步研究和应用中,我们相信电化学方法将继续发挥重要的作用。
电化学各种经典例子

什么是电化学分析?定义: 应用电化学的基本原理和实验技术,依据物质的电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称之为电化学分析或电分析化学。
电化学分析法(Electrochemical Analysis)是利用电化学原理进行分析的方法;如果研究重点放在分析方法的电化学原理方面称为电分析化学(Electroanalytical Chemistry)。
依据被测物质溶液所组成电池的电化学性质及其变化建立起来的方法,称为电化学分析法。
电化学分析法概括起来一般可以分为三大类:第一类是通过试液的浓度在特定实验条件下与化学电池某一电参数之间的关系求得分析结果的方法。
这是电化学分析法的主要类型。
电导分析法(conductance analysis)、库仑分析法(coulometry)、电位法(potentiometry)、伏安法(voltammetry)和极谱分析法(polarographic analysis)等,均属于这种类型第二类是利用电参数的变化来指示容量分析终点的方法。
这类方法仍然以容量分析为基础,根据所用标准溶液的浓度和消耗的体积求出分析结果。
这类方法根据所测定的电参数不同而分为电导滴定(conductance titration)、电位滴定(potentiometric titration)和电流滴定法(amperometric titration).第三类是电重量法(electrogravimetric analysis),或称电解分析法(electro—analysis)。
这类方法将直流电流通过试液,使被测组分在电极上还原沉积析出与共存组分分离,然后再对电极上的析出物进行重量分析以求出被测组分的含量。
依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法:如电位分析法(测电动势或电极电位)、电导分析法(溶液电导)、库仑分析法(电量)、电流分析法(电流。
分极谱、伏安)、电解分析法(电子作沉淀剂);依据应用方式不同可分为:直接法、间接法、电重量分析法。
电化学反应动力学的研究方法

电化学反应动力学的研究方法电化学反应动力学是指在电化学过程中反应物分子间的相互作用以及反应发生的速率,它是电化学基本研究内容之一。
在现代工业界,电化学反应动力学的研究应用非常广泛,涵盖了电化学新能源、材料、生命科学、化学分析等诸多领域。
而为彻底理解电化学反应的动力学机制,需要考虑诸多因素,比如反应介质、电极性质、温度、酸碱度等。
本文将介绍一些电化学反应动力学的研究方法。
1. 单电极实验法单电极实验法是一种常用的研究电化学反应动力学的方法。
它通过在溶液中调节电极电位来引发电化学反应,并实时测量电流和电位的变化情况。
通过测量得到的电位—时间、电流—时间曲线数据可以反映出电极表面的动力学行为,比如反应速率、化学计量比、电荷转移系数等信息。
在实验过程中,正确地选择电极、电化学反应模型和实验条件对获得可靠的动力学资料非常重要。
单电极实验法的优点是操作简单、实验精度高,但是仅适用于简单的电化学反应。
2. 循环伏安法循环伏安法是一种综合了电位扫描、计时测量和电化学反应动力学研究的实验方法。
该方法通过在电极上施加一定电势,在电极表面的活性位点发生化学变化,来测量电势随时间的变化。
在电极电势加剧的同时,也会影响到电化学反应的速率和机理,因此循环伏安法可以提供反应速率、电解过程中的主要功能过程,以及电极与溶液间的界面反应速率常数等信息。
当然,循环伏安法也存在着实验数据噪声大、数据分析困难等问题,所以需要合适的模型和计算方法来进行研究。
3. 稳态方法稳态方法是研究电化学体系动力学的一种有效实验方法,它可通过量化反应速率和反应级数,来研究电化学反应质量传递过程的基本机理。
该方法的实验基本步骤是先连接电化学池与定量混合器,使电解液流入电极容器,然后测量反应速率和电压变化情况,再通过计算和模拟得到电化学反应动力学信息。
稳态方法的优点是容易获得稳定的反应速率数据,评估化学反应动力学行为的简单性以及理论计算和实验分析是否一致。
化学实验中的电化学实验

化学实验中的电化学实验电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,它在化学实验中扮演着重要的角色。
电化学实验是一种通过电流作用于化学体系进行实验研究的方法,可以用于分析物质的性质、反应机制以及合成新物质等。
本文将介绍电化学实验的基本原理、常见实验方法以及它们在化学研究中的应用。
一、电化学实验的基本原理电化学实验的基本原理是基于电解和电池的原理。
电解是指通过外加电压使电解液中发生化学反应,将化学能转化为电能的过程。
而电池则是通过化学反应产生电能的装置。
在电化学实验中,通过连接电解池和电池,我们可以通过观察电流的变化来了解电化学反应的特性和机理。
二、常见的电化学实验方法1. 电解实验电解实验是最常见的电化学实验之一。
它通过在电解池中通电,引发电解液中的化学反应。
常见的电解实验有电解水制氢气和氧气的实验,电解氯化钠制取氯气和氢氧化钠等实验。
这些实验可以通过观察电解液的气体产生、电极的气味变化等来揭示反应机制和产物性质。
2. 电化学分析实验电化学分析实验是应用电化学方法进行定量和定性分析的重要手段。
例如,电化学滴定法可以通过测定反应物的氧化还原电位来确定物质的浓度。
电化学分析实验也广泛应用于环境监测、食品安全检测等领域。
3. 电极制备实验电极是电化学实验的重要组成部分。
制备合适的电极材料对于实验结果的准确性和稳定性至关重要。
电极制备实验包括金属电极的沉积、碳纳米管电极的合成等。
这些实验可以通过改变电极材料和制备条件来探索电极性能的影响因素。
三、电化学实验在化学研究中的应用1. 电化学合成反应电化学合成反应是一种通过电流驱动化学反应进行合成的方法。
通过控制电流密度、反应时间等条件,可以实现对产物形态、结构和纯度的精确控制。
电化学合成反应在有机合成、材料合成等领域具有广泛应用。
2. 电化学催化电化学催化是指通过电流作用下改变化学反应速率和选择性的现象。
电化学催化在燃料电池、电解水制氢等领域发挥着重要作用。
通过电化学实验可以研究催化剂的性能、反应机制以及提高催化性能的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电化学研究方法总结及案例\目录1. 交流阻抗法1.1 交流阻抗法概述1.2电化学极化下的交流阻抗1.3 浓差极化下的交流阻抗1.4复杂体系的交流阻抗2. 电化学暂态测试方法2.1 电化学暂态测试方法概述2.2 电化学极化下的恒电流暂态方法2.3 浓差极化下的恒电流暂态方法2.4 电化学极化下的恒电位暂态方法2.5 浓差极化下的恒电位暂态方法2.6动电位扫描法3.原位(in situ)电化学研究方法4.案例参考文献1.交流阻抗法1.1 交流阻抗法概述交流阻抗法是指小幅度对称正弦波交流阻抗法。
就是控制电极交流电位(或控制电极的交流电流)按小幅度(一般小于10毫伏)正弦波规律变化,然后测量电极的交流阻抗,进而计算电极的电化学参数。
由于使用小幅度对称交流电对电极极化,当频率足够高时,以致每半周期所持续的时间很短,不致引起严重的浓差极化及表面状态变化。
而且在电极上交替地出现阳极过程的阴极过程,即使测量讯号长时间作用于电解池,也不会导致极化现阶段象的积累性发展。
因此这种方法具有暂态法的某些特点,常称为“暂稳态法”。
“暂态”是指每半周期内有暂态过程的特点,“稳态”是指电极过程老是进行稳定的周期性的变化。
交流阻抗法适于研究快速电极过程,双电层结构及吸附等,在金属腐蚀和电结晶等电化学研究中也得到广泛应用。
研究电化学体系的阻抗图谱,获得电极反应体系的控制步骤和动力学参数、反应机理以及各因素的影响规律,方法有两种: 1)等效电路方法理论:建立各种典型电化学体系在不同控制步骤下的等效电路,理论推导出其阻抗图谱。
测试方法:由阻抗图谱对照理论画出对应的等效电路。
优缺点:此法直观,但一个等效电路可能对应不止1个等效电路。
2)数据模型方法 理论:建立各种典型电化学体系在不同控制步骤下的理论数据模型,理论计算出其阻抗图谱。
测试方法:由阻抗图谱对照理论获得数据模型。
优缺点:此法准确,但实际电化学体系复杂模型难以建立,正在发展中。
阻抗、导纳与复数平面图 1)阻抗:Z= E / I而如正弦交流电压E = Emsinωt 等,E 、I 、 Z 均为角频率ω (=2πf )或频率 f 的函数。
2) 导纳:Y Y=1/Z3) 阻抗的矢量表示与复数平面图Z 可以表示为实—虚平面的矢量: Z = A + jBZ 可由模数 Z 和相角φ来定义:φφsin cos Z B Z A ==22BA Z +=A B tg =φ阻抗谱:阻抗随交流信号角频率或频率的变化关系1) Nyquist 图:描述阻抗随交流信号角频率/频率变化关系的复数平面图称为Nyquist 图,图上每点表示某频率下阻抗矢量的值与相角。
2) Bode 图:描述阻抗幅值或相角随交流信号角频率/频率变化关系的图称为Bode 图,包括: 幅频特性曲线 lg Z ~ lg ω 或 lg Z ~ lg f 曲线 相频特性曲线 φ ~ lg ω 或 φ ~ lg f 曲线1.2 电化学极化下的交流阻抗 一、浓差极化可以忽略的等效电路(图a)计算该等效电路的总阻抗为:11-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=d p l jwC R R Z经适当整理得:222222211p d pd p d p l R C w R wC j R C w R R Z +-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=即此总阻抗可写成实—虚平面矢量Z = A + jB 的形式,实际测定金属/溶液界面的阻抗时,往往用下面等效的电路表示:Nyquist 图 Bode 图(图b)ss wC jR Z 1-=与前面的总阻抗式比较得实部与虚部值:2222222111p d pd s p d pl s R C w R wC wC R C w R R R +=++=将上两式两边平方并相加后,可得:222212⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-p s p l s R wC R R R可知:电化学极化下的图a 等效电路的阻抗轨迹描绘在R S 为实轴(A )、以1/wCs 为虚轴(B )的复平面上,就可以得到以(R l +R p /2,0)为圆心,以R p /2为半径的半圆。
电化学极化下的 Nyquist 图当高频∞→w 时,相当于半圆与实轴相交的左侧点,此时的阻抗为R l ;当频率低至0→w 时,相当于半圆与实轴相交的右侧点,此时的阻抗为(R l +R p );当虚轴1/wCs 为最大时相应的角频率以w m 表示,则可导出pd m R C w 1=电化学极化下的Bode 图1=w如上图所示,由幅频特性曲线的高频端和低频端的水平直线的纵坐标可以确定R l 和R p ;在中间频率范围内,wZ lg lg - 呈斜率为(-1)的直线,将此直线外延至1=w ,此时d C Z 1=,由此可确定C d 。
也可由相频特性曲线中4πφ=所对应的角频率w 来确定C d 值。
二、浓差极化可以忽略并消除了溶液电阻的RC 并联等效电路222222211dp p d dp pC R w R wC jC R w R Z +-+=2221dp pC R w R Z +=dp C wR tg =φ0(ω=1)斜率= -1Z =1/C d lgω ※ Cd = 1/ ω※ RpRC 并联电路的Nyquist 阻抗谱 0 Rp/2 RpRC 并联电路的Bode 图三、浓差极化可以忽略并消除了溶液电阻的RC 串联等效电路当电化学等效电路仅为R p 和C d 并联时,其阻抗表达式为:高频 低频 π/4 ω※ =1/R p ·C d 特征频率ω※ 斜率= -1 0 0 φ π/2 ω ∞Z = 1/ωCd lg Z =0 lg Cd = - lg ω0 Z = Rplg ω0lg Z = -lgC d – lg ωω ∞ω 0()d d l d ldp pd dp pwC C wR wC R Z C R w R wC jC R w R Z 2222222222)(1111+=+=+-+=dl C wR tg 1=φ四、浓差极化可以忽略时由R 和L 组成的电路1.3 浓差极化下的交流阻抗 包括浓差极化时的电极等效电路即:包括浓差极化时,电极体系的法拉第阻抗由电荷传递电阻Rp 和浓差极化阻抗W 组成,后者又称Warburg 阻抗。
Warburg 阻抗表示式:wjwW σσ-=LRlRp -jB ARl Rl + Rp/2 Rl + Rpω∞ω 0Rl —(Rp/L)串并联电路的Nyquist 图式中σ时Warburg 系数,可表示为:⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=RR D C D C F n RT 1120022σ其中C 0、D 0及C R 、D R 分别表示反应物和产物的本体浓度和扩散系数。
扩散步骤控制时浓差极化阻抗的Nyquist 图 包括浓差极化的阻抗图1.4复杂体系的交流阻抗 一、含有吸附物质的交流阻抗上述吸附阻抗图中,当表征吸附过程的时间常数τ 与电极反应时间常数R p C d 值相差越大时,由于吸附形成的感抗或容抗弧越接近半圆;但当τ 接近R p C d 时,表征吸附过程的感抗或容抗弧将逐渐萎缩成与表征电化学反应的容抗弧叠合,直至最终出现一个变形的容抗弧,或称实部收缩的半圆。
二、具有弥散效应的活化极化控制体系的交流阻抗 弥散效应是指由于电极表面粗糙、选择吸附和电流分布不均等因素,造成阻抗图的圆心下降的现象称为频率弥散现象。
45º()pp l jw R R Z τ++=1式中,τ为具有时间量纲的参数;p 为具有弥散效应大小的指数,其值在0-1之间。
P 值越小,弥散效应越大。
无弥散效应时,p=1,此时dp C R =τ,曲线2 变为1。
图1.35中表示的是无弥散效应时的阻抗弧。
显然,当存在阻抗效应时,阻抗圆弧向下偏转了一个角度α,但与实轴的两个交点位置不变,α角与p 值的关系为:()21πα⋅-=p许多情况下,电极过程比较复杂,常受吸脱附、前置或后继化学反应等所控制,加之吸附剂结构、钝化膜以及固相产物生成的影响等,电极系统的等效电路较为复杂,复数阻抗平面轨迹可能存在于各个限中,并呈现各种形状。
交流阻抗法可以测定腐蚀速度,并可以研究金属腐蚀状态,表面氧化膜或腐蚀产物膜的形成与破坏,缓蚀剂的吸附行为及作用机理等。
2. 电化学暂态测试方法 2.1 电化学暂态测试方法概述电化学暂态过程:从电极开始极化到电极过程达到稳态这一阶段称为暂态过程。
原因:电极过程中任一基本过程,如双电层充电、电化学反应或扩散传质等未达到稳态都会使整个电极过程处于暂态过程中,电极电位、电极界面的吸附复盖状态或者扩散层中浓度的分面都可能处在变化之中,因此暂态过程比稳态过程复杂得多。
电化学暂态测试方法(技术):利用各基本过程对时间响应的不同,使所研究的问题得以简化,达到研究各基本过程和控制电极总过程的方法(技术)。
操作方式:电化学暂态测试技术也称为电化学微扰测试技术,就是用指定的小幅度电流或电压讯号加到研究电极上,使电极体系发生微弱的扰动,同时测量电极参数的响应来研究电极反应参数。
分类:随极化方式不同,可分为恒电流暂态、恒电位暂态、动电位扫描、交流阻抗法等等。
特点:快速、简便,特别适宜于测定快速电化学反应的参数。
与稳态法相比,暂态法的优点:1)、由于暂态法的极化时间很短,即单向电流持续的时间很短,大大减小或消除了浓差极化的影响,因而可用于研究快速电极过程,测定快速电极反应的动力学参数。
2)、由于暂态法测量时间短暂,液相中的粒子或杂质往往来不及扩散到电极表面,因而有利于研究界面结构和吸附现象。
也有利于研究电极反应的中间产物及复杂的电极过程。
3)、暂态法特别适用于那些表面状态变化较大的体系,如金属电沉积,金属腐蚀过程等。
因为这些过程中由于反一度物能在电极表面上积累或者电极表面在反应时不断受到破坏,用稳态法很难测得重现性良好的结果。
2.2电化学极化下的恒电流暂态方法恒电流暂态法也叫控制电流暂态法,就是控制电极极化电流按指定的规律变化,同时测定电极电位( ϕ )等参数随时间( t )的变化。
再根据 t -ϕ 关系计算电极体系的有关参数或电极等效电路中各元件的数值。
当用小幅度的恒电流脉冲迅号对处于平衡状态的电极进行极化时,浓差极化往往可忽略不计,电极过程只受电化步步骤控制。
在这种情况下,可用恒电流暂态法测定反应电阻 r R ,微分电容dC 和溶液电阻lR 。
一、恒电流阶跃法将极化电流突然从零跃至I 并保持此电流不变,同时记录下电极电位 ϕ 随时间的变化,就是恒电流阶跃法,也叫恒电流脉冲法。
溶液电阻不可忽略的等效电路:恒定电流 I , 极化很小时(要求10mV 以下,最好5mV)恒电流充电曲线方程式⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--+=)exp(11d p p C R t IR IR E上式的极限情况:t=0时,E 0=IR 1∞→t 时,P IR IR E +=∞1,相当于稳态值。