最新电化学原理基本概念总结

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电化学和电化学反应的基本原理

电化学和电化学反应的基本原理

电化学和电化学反应的基本原理电化学是研究电荷转移现象和电化学反应的学科。

它与物理学、化学、材料科学等学科相互关联,涉及电化学电池、电解、电沉积、电化学传感器、电化学发光等方面。

下面我们就来具体了解一下电化学和电化学反应的基本原理。

1. 电化学基本概念在电学中,电子是自由带电粒子,负电荷以电子的形式存在于物质中的原子和分子中,正电荷以阳离子的形式存在于物质中的原子和分子中。

当粒子带电荷的时候,我们就会看到具有电场的异相(电荷生成电势差)的物质,这些物质在基本电学中被称为有电。

2. 电化学反应的基本原理电化学反应是通过人为的方式将物质中的正和负离子带移到互相隔离的电极呈现出电荷状态的反应。

在电化学反应中,化学反应发生是基于电荷传递的过程,同时还包括质量的变化和化学成分的改变,这就是在电化学反应中交换了电子的质量和能量的基本原理。

3. 电化学反应的讲解电化学反应是以氧化还原反应的方式进行的,那么氧化还原反应又是什么呢?在化学反应中,物质会释放或吸收电子,同时发生氧化或还原反应。

如果一个物质失去了一个电子,那么它就被氧化了。

而如果一个物质获得了电子,那么它就被还原了。

所以,这种化学反应被称为氧化还原反应。

以Cu2+离子还原为Cu金属为例,Cu2+离子在电解质溶液中通过在负极电极处吸收电子还原成Cu金属,反应方程式为:Cu2+ + 2e- → Cu。

而在金属在强的ions的氧化下,会释放出电子,如金属烧灼在空气中会被氧化,氧化反应可以用以下公式表示:2 Al + 3 O2 → 2 Al2O3。

4. 电化学反应中的阴极和阳极在电化学反应的过程中,有两种不同的电极:正电极被称为阳极和负电极被称为阴极。

在电化学反应中,阴极和阳极承担不同的角色。

阴极是允许电子流通过的区域,这些电子是通过阳极给予的。

当电子在阴极被吸收时,发生氧化还原反应,会释放出负离子。

负离子则通过电极溶液和电解质解离形成换位反应。

而另一方面,阳极是允许电子流过区域但是会把电子转移到负离子(阳离子),产生氧化还原反应,这时阳极也就是极化。

电化学基础知识讲解及总结

电化学基础知识讲解及总结

电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。

以下是电化学的基础知识讲解及总结:1. 电化学基本概念:电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应,其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。

电池是电化学的主要应用之一,它是将化学能转化为电能的装置。

2. 电化学反应:电化学反应可以分为两类,即氧化还原反应和非氧化还原反应。

氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化,物质获得电子的过程称为还原。

非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应,如酸碱中的中和反应。

3. 电解和电解质:电解是指在电场作用下,电解质溶液中的离子被电解的过程。

电解质是指能在溶液中形成离子的化合物,如盐、酸、碱等。

4. 电解质溶液的导电性:电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关,离子浓度越高,导电性越强。

电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。

5. 电极和电位:在电化学反应中,电极是电子转移的场所。

电极可以分为阳极和阴极,阳极是氧化反应发生的地方,阴极是还原反应发生的地方。

电位是指电极上的电势差,它与电化学反应的进行有关。

6. 电池和电动势:电池是将化学能转化为电能的装置,它由两个或多个电解质溶液和电极组成。

电动势是指电池中电势差的大小,它与电化学反应的进行有关。

7. 法拉第定律:法拉第定律是描述电化学反应速率的定律,它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。

8. 电解质溶液的pH值:pH值是衡量溶液酸碱性的指标,它与溶液中的氢离子浓度有关。

pH值越低,溶液越酸性;pH值越高,溶液越碱性。

总结:电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。

其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。

掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。

电化学知识点总结

电化学知识点总结

电化学知识点总结一、电化学基础1. 电化学的基本概念电化学是研究电化学反应的科学,它涉及到电流和电势的关系,以及在电化学反应中的能量转换和催化作用。

电化学反应通常发生在电极上,电化学反应的方向与电流的流动方向相反。

2. 电化学的基本原理电化学的基本原理包括电极反应、电解、电荷传递和能量转换等。

在电池中,通过氧化还原反应产生的电能被转化为化学能,进而转化为电能,从而产生电流。

3. 电化学的基本参数电化学的基本参数包括电压、电流、电解、电极电势、电导率、离子迁移速率等。

这些参数是电化学研究的基础,也是电化学应用的基本原理。

二、电化学反应1. 电化学反应的基本类型电化学反应包括氧化还原反应、电解反应、电化学合成反应等。

氧化还原反应是电化学反应中最常见的一种,它涉及到电子的转移,产生电压和电流。

电解反应是电化学反应中电流通过电解质溶液时发生的反应,通常涉及到离子的迁移和溶液中的化学反应。

电化学合成反应是指利用电能进行化学合成反应,通常包括电极合成和电解合成两种方式。

2. 电化学反应的热力学和动力学电化学反应的热力学和动力学是电化学研究的重要内容。

热力学研究电化学反应的热能转化和热能产生的条件,动力学研究电化学反应的速率和电化学动力学理论。

三、电化学动力学1. 电化学反应速率电化学反应速率是指单位时间内电化学反应所产生的物质的变化量。

电化学反应速率与电流和电压密切相关,它是电化学反应动力学研究的关键之一。

2. 催化作用催化作用是指通过催化剂来提高电化学反应速率的现象。

催化剂可以降低反应的活化能,提高反应速率,通常在电化学反应中有着重要的应用。

3. 双电层理论双电层是电极表面和电解质溶液之间的一个电荷层,它对电化学反应速率有着重要的影响。

双电层理论是电化学研究的重要理论之一,它涉及到电极和电解质溶液中的电位差和电荷分布。

4. 交换电流交换电流是指在电化学反应中与电流方向相反的电流,它是电化学反应速率的一个重要参数,也是电化学动力学研究的重要内容。

]电化学知识点总结

]电化学知识点总结

]电化学知识点总结电化学是研究化学变化与电能之间的关系的一个学科,它是化学和物理学的交叉学科。

电化学的研究对象是电解过程和电池,并且在化学分析、电镀、腐蚀、电解制氧等领域应用广泛。

下面是一些电化学的基本知识点总结。

1. 电化学基础概念- 电池:由阳极和阴极以及连接二者的电解质构成,能够将化学能转化为电能的装置。

- 电解:在电解质中施加外加电势,使其发生化学反应,将化学能转化为电能。

- 氧化还原反应:电化学过程中的基本反应类型,包括氧化(电子流从物质中流出)和还原(电子流进入物质)两个反应。

2. 电解过程中的电解质和电极- 电解质:电解质是指携带电荷的溶液或熔融物质,可以将其称为离子液体,它在电解过程中离子扮演着重要的角色。

- 电极:电解过程中用于传输电子的导体,包括阳极(电流从电池中流出的极)和阴极(电流流入电池的极)。

3. 电势和电位- 电势:电势是指电池两个电极之间的电势差,用于描述电化学反应的驱动力。

单位是伏特(V)。

- 电位:电位是电池中某个电极的电势,用于描述物质的氧化还原能力,单位也是伏特(V)。

4. 电极电势和标准电极电势- 电极电势:电极电势是单个电极与某种参考电极之间的电势差,用于表示电极的氧化还原能力。

- 标准电极电势:标准电极电势是指在特定条件下,使用标准氢电极作为参照电极时,其他电极与标准氢电极之间的电势差。

标准氢电极的电极电势被定义为0V。

5. 动力学和热力学电极反应- 动力学电极反应:描述电极反应速率的反应动力学方程,例如质子还原动力学反应可以用Tafel方程或Butler-Volmer方程表示。

- 热力学电极反应:描述电极反应发生与否以及方向的反应热力学条件。

通过比较标准电极电势可以得知电极反应的方向。

6. 电化学电池- 电化学电池分类:电化学电池分为两大类,即原电池和电解池。

原电池直接将化学能转化为电能,如干电池;电解池则是利用外部电势来促进电解反应。

- 实例:常见的电化学电池有锌-铜电池、铅蓄电池、锂离子电池等。

(完整版)电化学基础知识点总结

(完整版)电化学基础知识点总结

(完整版)电化学基础知识点总结电化学是研究化学变化与电能之间的相互转化关系的科学,是现代化学的一个重要分支。

以下是关于电化学基础知识点的一篇完整版总结,字数超过900字。

一、电化学基本概念1. 电化学反应:指在电池或其他电解质系统中,化学反应与电能之间的相互转化过程。

2. 电化学电池:将化学能转化为电能的装置。

电池分为原电池和电解池两大类。

3. 电池的电动势(EMF):电池两极间的电势差,表示电池提供电能的能力。

4. 电解质:在水溶液中能够导电的物质,分为强电解质和弱电解质。

5. 电解质溶液:含有电解质的溶液,具有导电性。

6. 电极:电池中的导电部分,分为阳极和阴极。

二、电化学基本原理1. 法拉第电解定律:电解过程中,电极上物质的得失电子数量与通过电解质的电量成正比。

2. 欧姆定律:电解质溶液中的电流与电阻成反比,与电势差成正比。

3. 电池的电动势与电极电势:电池的电动势等于正极电极电势与负极电极电势之差。

4. 电极反应:电极上发生的氧化还原反应。

5. 电极电势:电极在标准状态下的电势,分为标准电极电势和非标准电极电势。

6. 活度系数:溶液中离子浓度的实际值与理论值之比。

三、电极过程与电极材料1. 电极过程:电极上发生的化学反应,包括氧化还原反应、电化学反应和电极/电解质界面反应。

2. 电极材料:用于制备电极的物质,分为活性物质和导电物质。

3. 活性物质:在电极过程中发生氧化还原反应的物质。

4. 导电物质:提供电子传递通道的物质。

5. 电极结构:电极的形状、尺寸和组成。

四、电池分类与应用1. 原电池:不能重复充电的电池,如干电池、铅酸电池等。

2. 电解池:可重复充电的电池,如镍氢电池、锂电池等。

3. 电池应用:电池在通信、交通、能源、医疗等领域的应用。

五、电化学分析方法1. 电位分析法:通过测量电极电势来确定溶液中离子的浓度。

2. 伏安分析法:通过测量电流与电压的关系来确定溶液中离子的浓度。

3. 循环伏安分析法:通过测量电流与电压的关系来研究电极过程。

电化学原理知识点总结

电化学原理知识点总结

电化学原理知识点总结电化学原理是一门研究电子和离子在电解溶液中的反应性能,以及电解溶液对电导率、电位等影响的重要学科。

它涉及电解质和电解溶液的电离状态,阳极还原氧化物和阴极氧化物的氧化还原反应,以及参与水质电解的水分解反应和络合反应等多方面。

1、电解质的电离状态:电解质的电离状态可以描述它内部的结构,是电化学反应的基础。

它指的是一种特殊化学物质在给定条件下,其在溶液中产生正负离子的程度,由此反映出它能够承受的电位强度。

2、阴极氧化物与阳极还原物的氧化还原反应:阴极氧化物的氧化反应在电解溶液中的氧化反应是一个重要的分支。

阴极氧化物通常会在氧化过程中吸收电子而产生阳极还原物;阳极还原物则会从溶液中吸收电子以完成还原反应。

3、参与水质电解的水分解反应和络合反应:水分解反应是指电解溶液中水分子由于电场的作用拆解成H+离子和OH-离子;而络合反应指水分子在电场作用下通过H+离子和OH-离子的络合,形成H2O分子,从而稳定电解溶液的PH值,而水分解和络合反应又是电解溶液中的电离平衡反应,它们的平衡常数为水离子均衡常数。

4、电解溶液对电位的影响:电解溶液有很强的稳定性,包括电位稳定性,电导率稳定性和pH稳定性。

电位是指溶液中电子流动的势能,即溶质对另一种溶质的表示,电位可以反映溶液的离子浓度,它是电解溶液中电子移动的最基本参数。

5、电解溶液对电导率的影响:电导率是指溶液中电子流动的速率,它是电解溶液中电子移动的第二个基本参数,它可以反映溶液的分解程度和稳定性。

电导率受溶液的离子浓度、电位、电解质等因素的影响,因此,在研究电解溶液的整体性能时,需要仔细考虑这些因素的相互关系。

总之,电化学原理是一门重要的学科,其原理是电子和离子在电解溶液中的反应性能,以及电解溶液对电导率、电位等影响。

它涉及电解质和电解溶液的电离状态,阳极还原氧化物和阴极氧化物的氧化还原反应,以及参与水质电解的水分解反应和络合反应等,为理解电化学反应提供重要的知识与基础。

电化学基础知识点总结

电化学基础知识点总结

电化学基础知识点总结电化学是研究电与化学之间相互转化和相互作用的科学。

它是物理学和化学的交叉学科,在电池、电解和电沉积等领域有着广泛的应用。

以下是电化学的基础知识点总结:1. 电化学反应:- 氧化还原反应(简称氧化反应和还原反应),是电化学最基本的反应类型,涉及原子、离子或分子的电荷变化。

- 氧化是指某物质失去电子,还原是指某物质获得电子。

2. 电池原理:- 电池是将化学能转化为电能的装置,由两个电极(阳极和阴极)和电解质组成。

阳极是发生氧化反应的地方,阴极是发生还原反应的地方。

- 在电池中,化学反应产生的电荷通过外部电路流动,从而形成电流。

3. 电解:- 电解是用电流将化合物分解成离子或原子的过程。

在电解槽中,正极是阴离子的聚集地,负极是阳离子的聚集地,而正负极之间的电解液是导电介质。

- 在电解过程中,正负电极上的反应是有差别的,称之为阳极反应和阴极反应。

4. 电解质:- 电解质是能够在溶液中或熔融态中导电的物质。

电解质可以是离子化合物,如盐和酸,也可以是离子溶剂如水。

- 强电解质能够完全离解成离子,而弱电解质只有一小部分离解成离子。

5. 电动势:- 电动势是电池或电化学系统产生电流的驱动力,通常用电压表示。

- 在标准状态下,标准电动势是指正极与负极之间的电压差。

它与化学反应的自由能变化有关,可以通过标准电动势表进行查阅。

6. 极化现象:- 极化是指在电解过程中阻碍电流通过的现象。

- 有两种类型的极化:浓差极化和活化极化。

浓差极化发生在反应物浓度在电极上发生变化的时候,活化极化发生在电化学反应速率受到限制的时候。

7. 电信号:- 在电化学中,电伏是电势大小的基本单位。

它表示单位电荷通过电路所产生的能量的大小。

- 电流是电荷通过导体的速率,单位是安培。

- 除了电伏和电流之外,还有许多其他电信号,例如电阻、电导率和电容。

8. 电化学测量方法:- 常用的电化学测量方法有电压法、电位法、电流法和电导法。

电化学基础知识总结

电化学基础知识总结

电化学基础知识总结电化学是研究电与化学之间相互转化关系的学科,它涉及电解反应、电池原理、电化学传感器等多个领域。

本文将对电化学的基础知识进行总结,旨在帮助读者全面了解电化学的基本概念和原理。

一、电解反应电解反应是指通过外加电源将电能转化为化学能的过程。

在电解池中,阳极是发生氧化反应的电极,而阴极则是发生还原反应的电极。

电解质溶液中的阴离子会向阳极流动,在那里接受电子并发生氧化反应;而阳离子则会向阴极流动,在那里失去电子并发生还原反应。

这种电解质溶液的流动以及电极上发生的反应构成了电解过程。

二、电池原理电池是将化学能转化为电能的装置。

常见的电池种类有干电池和蓄电池。

干电池内部由正极、负极和电解质组成。

正极含有氧化剂,负极则含有还原剂。

正、负极之间通过电解质传递离子,从而维持反应的进行。

当外电路连接到电池时,正极发生氧化反应,负极发生还原反应,释放出电子供外电路使用,形成电流。

电池的电动势由正极的氧化半反应和负极的还原半反应决定。

三、电化学传感器电化学传感器是一种利用电化学原理进行测量的传感器。

它将待测物与电极反应,通过测量电流、电势或电荷等电化学信号的变化,来间接或直接地测定待测物的浓度、活性、存在形式等。

电化学传感器在环境监测、生物医学、食品安全等领域得到广泛应用。

常见的电化学传感器有pH传感器、氧气传感器和电导率传感器等。

四、氧化还原反应氧化还原反应是电化学中最基本的反应类型之一。

它涉及到电子的转移,即氧化剂获得电子变为还原剂,而还原剂失去电子变为氧化剂。

在氧化还原反应中,还原剂的氧化数减少,而氧化剂的氧化数增加。

这种电子的转移通常伴随着原子、离子或者分子之间的转移,形成新的化学物质。

五、电解质和溶液电解质是指能在溶液中形成离子的化合物。

在电解质溶液中,正离子与负离子相互吸引,形成动态平衡。

溶液中的电离程度可以通过离子强度来表征。

电解质溶液中的离子可以在电场的作用下进行运动,从而形成电流。

常见的电解质有酸、碱和盐等。

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第一章电化学体系:由两类不同导体组成,在电荷转移时,不可避免地伴随有物质变化的体系。

电极反应:两类导体上发生的氧化反应或还原反应。

电化学反应:电化学体系中发生的、伴随有电荷转移的化学反应。

电化学科学:研究电子导电相(金属、半导体)和离子导电相(溶液、固体电解质)之间的界面上所发生的各种界面效应的科学。

即伴有电现象发生的化学反应的科学。

电极:电子导电相和离子导电相相接触,且在相界面上有电荷的转移,整个体系称为电极。

电极电位:电极体系中,两类导体界面所形成的相间电位,即电极材料和离子导体(溶液)的内电位差。

第二章绝对电位:金属与溶液之间的内电位差的数值。

参比电极:能作为基准的、电极电位保持恒定的电极。

相对电位:将参比电极与被测电极组成一个原电池回路,所测出的电池端电压,叫做该被测电极的相对电位。

习惯上直接称为电极电位,用表示)标准氢电极:气体分压为101325Pa 的氢气和离子活度为1的氢离子溶液所组成的电极体系。

用氢标电位:相对于标准氢电极的电极电位。

金属接触电位:相互接触的两个金属相之间的外电位差。

形成原因:当两种金属接触时,由于电子逸出功不等,相互逸入的电子数目将不相等,因此在界面形成了双电层结构。

这一双电层结构的电位差就是金属的接触电位。

电子逸出功:电子离开金属逸入真空所需要的最低能量 液体接界电位相互接触的两个组成不同或浓度不同的电解质溶液相之间存在的相间电位。

形成原因:两溶液相组成或浓度不同;溶质离子发生迁移;正、负离子运动速度不同;两相界面形成双电层产生电位差在恒压下原电池电动势对温度的偏导数称为原电池电动势的温度系数吉布斯—亥姆荷茨方程应用于电池热力学的另一种表达式,可通过测求反应的焓变电解池腐蚀电池:只能导致金属材料破坏而不能对外作功的短路的原电池。

电池反应所释放的化学能以热能的形式耗散,电池反应不能生成有价值的物质 浓差电池:原电池的电池总反应不是化学变化,而是一种物质从高浓度向低浓度状态的转移。

可逆电极:在平衡条件下工作的,电荷交换与物质交换都处于平衡的电极。

可逆电极也就是平衡电极。

由不可逆的电极反应所建立的电极电位称为不可逆电位,或不平衡电位。

其数值不能用能斯特公式计算,只能由实验测量。

不可逆电位可以是稳定的,也可以是不稳定的,稳定的不可逆电位称为稳定电位。

水的热力学稳定性电位变正,电荷减少,氧化反应速度增大。

电位变负,电荷增加,还原反应速度增大。

从电位—pH 图中了解金属的腐蚀倾向稳定区:金属处于热力学稳定,不发生腐蚀。

腐蚀区:金属的各种可溶性离子处于热力学稳定,金属发生腐蚀。

钝化区:金属的各种难溶性氯化物、氧化物或难溶性盐处于热力学稳定,金属表面发生钝化免于腐蚀。

第三章理想极化电极:在电极上不发生任何电极反应,外电源输入的全部电流都用于建立或改变界面结构和电极电位。

电毛细现象:界面张力随电极电位变化的现象。

电毛细曲线:界面张力与电极电位的关系。

零电荷电位:表面剩余电荷密度为零的电位,即界面张力最大值对应的电极电位。

用 表示。

将界面层溶液一侧垂直于电极表面的单位截面积液柱中,有离子双电层存在时i 离子的摩尔数与无离子双电层存在时i 离子的摩尔数之差称为离子表面剩余量;特性吸附:溶液中的离子,由于与电极表面的短程作用(非静电作用)而发生物理或化学吸附。

影响因素:电极材料、离子本性、水化程度等。

发生特性吸附的离子:所有阴离子。

不发生特性吸附的离子:阳离子。

零标:把以零电荷电位作为零点的电位标度称为零标。

零标电位:在零标下的相对电极电位称为零标电位。

注意:零标电位在讨论界面结构时方便,但不同体系有不同的零电荷电位,因此零标电位不能通用。

表面活性剂:凡能在电极/溶液界面发生吸附而使界面张力降低的物质。

表面活性剂在电极/溶液界面发生吸附的条件:体系自由能的降低大于体系自由能的增加。

氢原子吸附只有金属表面对氢原子的亲合力很大,使氢以吸附氢存在的能量比以分子氢存在的能量小时,吸附才可能发生。

第四章速度控制步骤:当几个步骤串联时,实际反应速度等于最慢的那个步骤,把控制整个电极过程速度的单元步骤(既最慢的那个步骤)称之。

浓差极化:由于液相传质步骤的迟缓,使得电极表面反应离子的浓度低于溶液本体浓度,造成电极电位偏离平衡电位(稳定电位)的现象。

电化学极化:由于电极表面得、失电子的电化学反应的迟缓,而引起的电极电位偏离平衡电位(稳定电位)的现象。

第五章电迁移:电解质溶液中的带电粒子(离子)在电场作用下沿一定方向移动的现象。

电迁流量:由于电迁移作用使电极表面附近溶液中某种离子浓度发生变化的数量。

液相传质三种方式的互相影响:一定强度对流作用的存在是实现稳态扩散过程的必要条件。

,当电解液中无大量局外电解质存在时,电迁移作用不能忽略。

此时,电迁移对扩散过程起叠加作用。

扩散受对流过程影响,称为对流扩散,此时扩散区与对流区重叠没有明确分界。

ϕ0ϕ浓差极化:当电极过程由液相传质控制时,电极所产生的极化非稳态扩散在t时的扩散层厚度称为非稳态扩散过程扩散层有效厚度 扩散极谱电流:扩散步骤成为电极过程的唯一控制步骤时,滴汞电极上通过的电流固体电极表面重现性不好的原因:真实表面积不易测量和控制;表面各点活化能不同,反应能力不同。

;由于吸附使电极表面不洁净。

;电极表面液层离子浓度变化。

第六章同一电极上:电极电位越正,氧化反应速度越大;电极电位越负,还原反应速度越大。

电极反应速度常数:电极电位为标准电极电位、反应粒子浓度为单位浓度时电极反应的绝对速度。

稳态电化学极化过程①一定大小的外电流流过电极;②流入电极的电流来不及被电极反应消耗;③电极表面出现附加的剩余电荷;④电极电位偏离通电前的电位(稳定电位或平衡电位)发生极化;⑤极化使电极反应速度变化;⑥当电极的净反应速度与外电流密度相等时;⑦电极过程达到稳定状态。

隧道效应:电子在穿透位垒发生跃迁前后能量几乎不变的现象。

隧道跃迁:通过隧道效应,电子在无辐射条件下实现在两相界面转移的现象。

核电子:处于靠近原子核的内层的被填满的电子能级上的电子。

价电子:处于最外层未填满的电子能级上的电子。

能带:当N 个原子聚集组成晶体时,每个电子能级都将分裂成N 个能级,虽然这些电子能级是不连续的,但由于N 很大,可将它们看成连续的能量区间—能带。

价带:被价电子填满的能量较低的能带。

导带:未被价电子填满的能量较高的能带。

禁带:在价带与导带之间、不存在电子能级的能量间隔。

通常将 看作是反应电子的平均能级;也是金属中自由电子的能级;也是自由电子在金属中的电化学位。

第七章当气体在电极上发生的氧化或还原反应成为电极的主反应或不可避免的副反应时,该电极过程称为气体电极过程。

定义:在某一电流密度下,氢实际析出的电位与氢的平衡电位的差值 叫做该电流密度下的过电位迟缓放电理论的前提条件:1吸附氢离子的表面覆盖度很小,可以用吸附氢离子的表面覆盖度代替表面活度。

2汞电极表面均匀,氢离子放电可以在整个电极表面上进行。

迟缓复合理论和电化学脱附理论的适用性。

这两种理论只适用于对氢原子吸附能力较强的低过电位金属和中过电位金属第八章金属作为反应物发生氧化反应的电极过程简称为金属的阳极过程。

它分为两种状态:阳极的活性溶解和钝化。

特点金属活性溶解过程服从电化学极化规律。

对于不同的金属阳极,交换电流密度的数值不同,因此阳极极化作用也不同。

阳极反应传递系数往往比较大,即电极电位的变化对阳极反应的加速作用比阴极过程要显著。

一定条件下,金属阳极会失去电化学活性,阳极溶解速度变得非常小,这一现象称为金属的钝化。

金属钝化的原因、过程和膜的性质钝化是一种界面现象,是金属表面在溶液中的稳定性发生了变化。

原因:金属表面生成钝化膜,使金属电极表面进行活性溶解的面积减小;阻碍了反应粒子的传输而抑制金属阳极溶解;改变阳极溶解过程的机理,使金属溶解速度降低。

钝化的过程:在金属的阳极过程中阳极极化使金属电极电位正移,氧化反应速度增大。

溶液中某些组分与电极表面的金属离子(原子)或金属溶解产物反应生成紧密覆盖于金属表面的膜层。

由于表面膜的离子导电性很低,能明显抑制金属阳极溶解反应使金属发生钝化。

钝化膜的性质:通常极薄,可以是单分子层至几个分子层的吸附膜,也可以是三维成相膜。

膜的导电性与膜的成分、结构、厚度有关。

注意区分钝化膜和转化膜。

通常将金属表面与介质作用生成的较厚的非电子导体膜称为化学转化膜。

两个方面影响:促进阳极正常溶解;阻滞阳极过程引起钝化1、络合剂的影响:形成金属络离子,提高阴极极化。

游离络离子存在,促进阳极正常溶解,防止产生阳极钝化。

2.活化剂的影响活化剂:能促进阳极溶解、防止钝化的物质。

许多阴离子,特别是卤素离子对阳极有活化作用。

活化能力排序:3.氧化剂的影响溶液中存在氧化剂,促使金属钝化。

4、有机表面活性剂的影响它们在电极表面吸附,改变双电层结构,阻止阳极溶解。

溶液pH 值的影响金属在中性溶液中,阳极反应比较容易钝化,因为生成溶解度很小的氢氧化物和难溶盐。

金属在酸性溶液中,阳极反应生成溶解度大的金属离子,难以钝化。

某些金属在碱性溶液中,也会产生有一定溶解度的酸根离子因而不易钝化。

金属由钝态转为活化的方式:1、消除引起钝化的因素:阳极极化及氧化剂的存在。

2、采取活化措施:通阴极电流,使钝化膜还原,加速钝化金属的活化。

加入活化剂使钝化了的金属重新活化 F E i ηϕϕ=-平4Cl Br I F ClO OH ------>>>>>第九章金属的电沉积过程通过电解的方法,在电解池阴极上,金属离子通过还原反应和电结晶过程在固体表面生成金属层。

目的:改变固体材料的表面性能或制取特定成分和性能的金属材料1、液相传质:溶液中的反应粒子向电极表面迁移。

2、前置转化:金属水化离子水化程度降低或重排,金属络离子配位数降低。

3、电荷传递:反应离子得电子,还原为吸附态金属原子。

4、电结晶:吸附态金属原子沿电极表面扩散到适当位置(生长点),进入金属晶格生长或与其他新生原子集聚而形成晶核并长大。

上述各步骤中,速度最慢的步骤为电沉积过程的速度控制步骤。

在一定过饱和度的溶液中,能够继续长大的晶核必须具有一定大小的尺寸,即临界晶核尺寸。

临界晶核尺寸的大小取决于体系的能量。

如果过电位小,电极过程动力小,由螺旋位错生长方式进行电结晶过程。

如果过电位大,电极过程动大,电结晶以形核方式进行。

第十章1、电池:将化学变化、物理变化释放的能量转为电能的装置。

2、化学电源(化学电池):化学能,电能3、化学电源中的活性物质:电池中发生氧化还原反应放出能量的物质。

分正极活性物质、负极活性物质。

4、一次电源(原电池):活性物质只能使用一次的电池。

5、二次电源(蓄电池):放电后经充电可继续使用的电源。

6、燃料电池:活性物质由外部连续不断地供给电极的电池。

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