电化学参数计算共66页文档
常用的电化学计算公式
常用的电化学计算公式(1) Cottrell 方程: 2/12/12/10)(t C nFAD t i π= 施加恒电势，即从无电化学反应的电势阶跃到发生电化学反应的电势，过程中电流与时间的变化关系。
根据电流随时间的衰减规律可以判断电极过程的控制步骤；常用于测定溶液态物质的扩散系数或定量地研究修饰电极膜内的电荷传输过程。
使用该方程必须满足半无限扩散的条件。
(2) Rendle-Sevcik 方程: C nFAD RT nF i p 2/12/14463.0ν⎟⎠⎞⎜⎝⎛=半无限扩散的条件下的线性扫描可逆波方程式，表示了电流与电势扫描速度的关系。
常用此方程测定物质的扩散系数或测定电极的电化学面积。
(3) Heyrovsky-Ilkovic 方程:()()RT E E nF i i i 3.2log 2/1lim −=⎭⎫⎩⎨⎧− 应用于扩散控制的可逆电化学反应，以E 对ii i −lim lg 作图为一直线，由直线的斜率可以求得n 值。
由直线在0lg lim =−ii i 时的截距可以求得E 1/2。
(4)Butler-V olmer 方程:()()()⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−Γ−⎦⎤⎢⎣⎡−Γ=RT E E nF RT E E nF nFAk i R O s E '0'01exp exp αα 该式包括了电极反应动力学和热力学过程及其电化学性质以及各有关参数，如电流(i )，E ，k s ，α以及浓度之间的关系。
在特定的条件下，即平衡的情况（i =0），该式为Nernst 公式。
(5) Levich 方程:C nFAD i Lev 6/12/13/262.0γω=对于可逆的电化学反应，使用旋转园盘电极，如果选择一定值范围且符合层流要求，可以得到稳态对流扩散过程。
利用电流与ω1/2成正比，可以判断电极反应的控制步骤，还可利用I-ω1/2关系的斜率来估计反应电子数。
(6) Michaelis-Menten 方程: Mcat cat K C C k nFA i +Γ= 此方程与酶促反应的动力学的表达形式一致，其应用条件要求酶促反应的速度比扩散过程慢，即催化电流受酶促反应的动力学控制，常用该方程求算米氏常数。
电化学计算
21. 总体原则电化学计算电化学的反响是氧化复原反响，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。
2. 解题关键(1)电极名称要区分清楚。
(2)电极产物要推断准确。
(3)各产物间量的关系遵循电子得失守恒。
3．计算方法(1) 依据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、一样电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
如下图：图中装置甲是原电池，乙是电解池，假设电路中有0.2 mol 电子转移，则 Zn 极溶解 6.5 g ，Cu 极上析出H 22.24 L(标准状况)，Pt 极上析出 Cl 2 0.1 mol ，C 极上析出 Cu 6.4 g 。
甲池中H ＋被复原，生成ZnSO 4，溶液pH 变大；乙池是电解CuCl ，由于Cu 2＋浓度的 减小使溶液pH 微弱增大，电解后再参加适量CuCl 2 固体可使溶液复原。
(2) 依据总反响式计算先写出电极反响式，再写出总反响式，最终依据总反响式列出比例式计算。
(3) 依据关系式计算依据得失电子守恒定律关系建立起量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
如以通过 4 mol e －为桥梁可构建如下关系式：(式中 M 为金属，n 为其离子的化合价数值)该关系式具有总览电化学计算的作用和价值，熟记电极反响式，敏捷运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
[留意] 在电化学计算中，还常利用 Q ＝I ·t 和 Q ＝n (e －)×N A ×1.60×10－19 C 来计算电路 中通过的电量。
[典例]以石墨电极电解 200 mL CuSO 4 溶液，电解过程中转移电子的物质的量 n (e －)与产生气体总体积 V (标准状况)的关系如下图，以下说法中 正确的选项是() 2 2 2 2 2 2 2 2 3A ．电解前 CuSO 4 溶液的物质的量浓度为 2 mol·L －1B ．无视溶液体积变化，电解后所得溶液中c (H ＋)＝2 mol·L －1C ．当 n (e －)＝0.6 mol 时，V (H 2)∶V (O 2)＝3∶2D ．向电解后的溶液中参加 16 g CuO ，则溶液可恢复到电解前的浓度[解析] 电解 CuSO 4 溶液时，阳极反响式为 2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋，阴极反响式为Cu 2＋＋2e －===Cu ，假设阴极上没有氢离子放电，则图中气体体积与转移电子物质的量的关系曲线是直线，而题图中是折线，说明阴极上还发生反响：2H ＋＋2e －===H ↑。
电化学动力学参数计算方法
电化学动力学参数计算方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电化学动力学参数计算方法是研究电化学反应动力学特性的重要工具。
电化学动力学参数计算方法可以帮助研究人员深入了解电化学反应的速率、机理和动力学特性，从而为电化学反应的机理研究和应用提供重要参考。
本文将介绍电化学动力学参数的计算方法，并分析其在研究中的应用。
一、电化学动力学参数的基本概念1. 极化曲线法极化曲线法是一种常用的计算电化学动力学参数的方法，通过测量电极的电流-电势曲线，可以得到电极的极化特性。
通过分析极化曲线的斜率和曲率等参数，可以计算出转移系数、传递系数等重要参数。
极化曲线法可以帮助研究人员了解电极的活性表面积、电子传输速率等重要信息，对于研究电化学反应速率和机理具有重要意义。
2. 循环伏安法3. 交流阻抗法三、电化学动力学参数计算方法在研究中的应用第二篇示例：电化学动力学参数计算方法是一种用来描述电化学反应速率和能量转化的工具。
在化学工程、电化学、材料科学等领域中，电化学动力学参数的计算对于理解和优化电化学反应机理和性能具有重要意义。
本文将介绍电化学动力学参数的相关概念和计算方法，并探讨其在实际应用中的意义和挑战。
一、电化学动力学参数的基本概念1. 电化学反应速率电化学反应速率是描述电化学反应进行速度的参数，通常用电流密度来表示。
在电极表面上，电子转移和离子传递是影响电化学反应速率的关键步骤。
根据电化学反应的种类和机制，电化学反应速率可以分为催化反应速率、扩散控制速率等不同类型。
2. 极化曲线极化曲线是描述电池、电解槽等电化学系统在外加电压作用下电流密度与电压之间的关系。
极化曲线上的极值点对应于电化学反应速率最大的状态，称为极化曲线的极值点。
3. 极化电阻极化电阻是影响极化曲线形状的重要因素，它包括电极电阻、电解液电导率、化学反应速率等多种因素。
通过测量极化电阻的大小，可以分析电化学系统中不同步骤的贡献。
1. Tafel斜率Tafel斜率是描述电化学反应速率对电极电势变化的敏感度的参数。
电化学的综合计算
电化学的综合计算[知识梳理] 电化学的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量、根据产物的量求电荷量等等，不论哪类计算，均可采用下列三种方法：[知识探究]方法一：依据电子守恒，突破分阶段计算1．用惰性电极电解100 mL 4 mol·L－1Cu(NO3)2溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。
停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe2＋浓度为(设溶液的体积不变)( )A．0.75 mol·L－1 B．3 mol·L－1 C．4 mol·L－1 D．3.75 mol·L－12． 500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－3)＝0.3 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体1.12 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )A．原混合溶液中c(Na＋)＝0.2 mol·L－1 B．电解后溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L－1C．上述电解过程中共转移0.4 mol电子 D．电解后得到的Cu的物质的量为0.1 mol方法二、依据总反应式，建立等量关系进行计算3．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( ) A．4×10－3mol·L－1 B．2×10－3mol·L－1 C．1×10－3mol·L－1 D．1×10－7mol·L－14．用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后进行如下操作。
电化学计算
应用电解原理将不纯 将电能转变成化学能 的金属提纯的装置。 的装置。
电极 名称 电极 反应
阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连
阳极：不纯金属； 阴极：纯金属 阳极：氧化反应 阴极：还原反应
阳极：镀层金属； 阴极：镀件
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
三、 有关电化学的计算
有关电化学的计算
电解池小结
1.电源、电极、电极反应关系
与电源正极相连 发生氧化反应
阴离子移向
阳离子移向
阳极
阴极
发生还原反应
与电源负极相连
2.电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金
装置
原电池
电解池
实例
铜锌原电池
原理
电解氯化铜
电流通过引起氧化还原反应
发生氧化还原反应，从而形成电流
形成条 电极名称
两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、 电源、电极（惰性或非惰性）、电 形成闭合回路、自发发生氧化还原反应 解质（水溶液或熔融态）
⑴甲装置放电时，电池中的Na+向
⑵通电一段时间后，乙池中
右槽
（填“左槽”或“右
22S22--2e-=S。 4
槽”）移动，左槽中发生反应的电极反应式为
铁极
（填“铁极”或“石墨极”
）附近溶液的pH会增大，请简述原因：
电解 ；写出乙池中总反应的离子方程式 2Cl-+2H2O=2OH-+H2↑+Cl2↑
液浓度将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 减小
（3）用两支惰性电极插入500mLAgNO3 溶液中，通电电解。当电解液的pH 值从6.0变为3.0时,设电解时阴极没 有氢气析出，且不考虑体积变化， 电极上应析出的银的质量是：（ ）
电化学测试及比电容的计算
电化学测试及比电容的计算超级电容器的两个比电容计算公式？作者: Azrael-218 (站内联系TA) 发布: 2011-07-23 C=4it/amu(i:放电电流；t:放电时间；a:实际有用的电极材料百分含量；m:电极材料总质量；u:扣除电压降的那部分电压。
另外一个公式：C=it/amu.这两个公式区别就是少乘一个4。
这是什么情况啊？请各位虫友帮忙。
谢谢了！举报删除此信息liucheng200883 (站内联系TA) 对于组装的完整超级电容器，C=4it/amu为计算单电极的比容量，C=it/amu计算整个电容器的比容量，并且后者一般是前者的4倍。
对于对称的双电层电容，单电极和完整电容的电量是相同的，但是完整电容的电压是单电极的两倍，质量也是两倍所以比容量只有1/4 个人愚见！！！仅供参考！ shang_qing (站内联系TA) 帖子真精彩!已经收录到淘贴专辑《超级电容器》杨仁立 (站内联系TA)626857楼 : Originally posted by liucheng200883 at 2011-07-23 22:34:33 对于组装的完整超级电容器，C=4it/amu为计算单电极的比容量，C=it/amu计算整个电容器的比容量，并且后者一般是前者的4倍。
对于对称的双电层电容，单电极和完整电容的电量是相同的，但是完整电容的电压是单电极的两倍 ... 我还是没弄懂这个是怎么回事？？是前边是后边的四倍还是后边是前边的四倍呢？？请不吝赐教！！:Pli_qqiong (站内联系TA)楼主，这两个公式针对的电极体系是不一样的，有4倍的关系，有4的那个是利用3电极体系测出来数据计算的，另外一个是2电极体系的，也即是：Cspec-3E=4*Cspec-2E,请参考：Studies of activated carbons used in double-layer capacitors. wuanri (站内联系TA)2楼 : Originally posted by liucheng200883 at 2011-07-23 22:34:33 对于组装的完整超级电容器，C=4it/amu为计算单电极的比容量，C=it/amu计算整个电容器的比容量，并且后者一般是前者的4倍。
电化学测试及比电容的计算.docx
超级电容器的两个比电容计算公式？作者：A7“el-218 （站内联系TA）发布：2011-07-23CMit/amu（i:放电电流；t:放电时间心:实际有用的电极材料"分含量；m:电极材料总质量; u:扣除电压降的那部分电压。
另外一个公式：C=it/amu.这两个公式区别就是少乘一个4。
这是什么情况啊？请各位虫友帮忙。
谢谢了！举报删除此信息liucheng200883 （站内联系TA）对于组装的完整超级电容器，CMit/amu 计算单电极的比容量，C=it/amu计算整个电容器的比容量，并且后者一般是前者的4倍。
对于对称的双电层电容，单电极和完整电容的电量是相同的，但是完整电容的电压是单电极的两倍，质量也是两倍所以比容量只有1/4个人愚见！！！仅供参考！shang qing （站内联系TA）帖子真精彩！已经收录到淘贴专辑《超级电容器》杨仁立（站内联系TA）626857 楼:Originally posted by 1iucheng200883 at 2011-07-23 22:34:33 对于纽装的完整超级电容器，CMit/amu为计算单电极的比容量，C=it/amu计算整个电容器的比容量，并且后者一般是前者的4倍。
对于对称的双电层电容，单电极和完整电容的电量是相同的，但是完整电容的电压是单电极的两倍我还是没弄懂这个是怎么回事？？是前边是后边的四倍还是后边是前边的四倍呢？？请不吝赐教！！:Pli qqiong （站内联系TA）楼主，这两个公式针对的电极体系是不一样的，有4倍的关系，有4的那个是利用3电极体系测出來数据计算的，另外一个是2电极体系的，也即是：Cspcc-3E二4*Cspec-2E,请参考：Studies of activated carbons used in double-layer capacitors.wuanri （站内联系TA）2 楼:Originally posted by liucheng200883 at 2011-07-23 22:34:33 对于纟fl装的完整超级电容器，C=4it/amu为计算单电极的比容虽，C=it/amu计算整个电容器的比容量，并仇后者一般是前者的4倍。
电化学动力学参数计算方法
电化学动力学参数计算方法电化学动力学参数在电化学领域具有重要的研究价值，它们可以帮助科研人员深入了解电化学反应的本质和过程。
本文将详细介绍电化学动力学参数的计算方法，以供参考。
一、电化学动力学参数概述电化学动力学参数主要包括交换电流密度（I0）、电荷传递系数（α）、活化能（Ea）等，这些参数对于研究电化学反应速率和机理具有重要意义。
二、计算方法1.交换电流密度（I0）交换电流密度是指在平衡条件下，电解质溶液中正、负离子向电极表面发生氧化还原反应的电流密度。
计算交换电流密度的方法主要有以下几种：（1）塔菲尔斜率法：通过测量不同电位下的电流密度，绘制塔菲尔曲线，求出斜率，再根据关系式I0 = (RT/nF) *斜率，计算交换电流密度。
（2）循环伏安法：在循环伏安曲线的峰电流处，根据公式I0 = (nF *ΔE/2π) *峰电流，计算交换电流密度。
2.电荷传递系数（α）电荷传递系数表示电化学反应过程中，电子传递效率的高低。
计算方法如下：（1）根据塔菲尔斜率法得到的斜率，通过公式α = 1 - (dE/dn) * (R/T) *斜率，计算电荷传递系数。
（2）根据循环伏安曲线的峰电位差，通过公式α = (ΔE/2.3RT) *峰电位差，计算电荷传递系数。
3.活化能（Ea）活化能是指电化学反应过程中，反应物转变为产物所需克服的能垒。
计算方法如下：（1）阿伦尼乌斯方程法：根据不同温度下的反应速率常数，利用阿伦尼乌斯方程ln(k2/k1) = (Ea/R) * (1/T1 - 1/T2)，求解活化能。
（2）峰电位法：根据循环伏安曲线的峰电位差，通过公式Ea = (RT/nF) *峰电位差，计算活化能。
三、总结电化学动力学参数的计算方法多种多样，具体应用时需根据实验条件和数据特点选择合适的方法。
通过对这些参数的计算，可以为电化学反应机理的研究提供重要依据。