应用电化学全套课件496pPPT文件格式下载.ppt

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transformationofmatters,电化学作为基础科学的研究范围,Electroche-mistry,Solid-liquidinterface,Methodsforstudyingtheinterface,Interfacialchargetransfer,Masstransport,.,Interfacialadsorption,Batteries,Electrochemicalprotectionofmaterials,Electrolysis&

electrosynthesis,Electrochemicaltherapy,Electrochemicalsensors,Electrochemicaltreatmentsofwastes,energy,resources,environments,health,Electroche-mistry,电化学作为技术的研究范围,电化学研究对象WhatdoesElectrochemistrydealwith?

研究化学能与电能之间相互转换的原理与技术（Thelawsandthetechnologiesconcerningtheconversionbetweenchemicalenergyandelectricalenergy）研究化学现象与电现象的相关性（Interrelationbetweenchemicalphenomena（chemicalreactions,chemicalchanges,etc.）andelectricphenomena（charge,current,potential,electricfield,etc.））研究发生在电极与电解质界面的现象、过程和反应（Thephenomena,processesandreactionsoccurringatinterfacebetweenanelectronicconductor（electrode）andanionicconductor（electrolyte））,Electronicconductors（Metals、Semiconductors）;

Ionicconductors（electrolytesolutions,solidelectrolyte,ionicliquid,meltedsalts）;

电化学池,两类导体,electronicconductor,electronicconductor,Interface,Interface,Electrode,Electrode,Howdoesthecurrentflowattheinterfacebetweentypesofconductors?

Note:

Ionicconductorsalonecannotconstituteaclosedcircuittoconductcurrent.,自发的电化学反应原电池（Galvaniccell）,H2+O2H2O+H（Q）,H22H+2e-,4e-+O2+4H+2H2O,H2+O2H2O+G（W）,e-,H+,ChemicalenergyHeat,ChemicalenergyWork,Electronsactasreactantorproduct,Chemicalreaction,Electrochemicalreaction,Fe2O3+C+H（Q）Fe+CO2,C+2O2-CO2+4e-,Fe2O3+6e-2Fe+3O2-,e-,Fe2O3+C+G（W）Fe+CO2,不自发的电化学反应电解池（Voltaiccell）,Chemicalreaction,Electrochemicalreaction,HeatChemicalenergy,WorkChemicalenergy,电化学反应的特征,整个氧化还原反应由发生在电极/电解质界面（Electrodes/electrolyteinterfaces）上的两个独立的半反应（half-reactions）组成,电荷（电子或离子）传输betweentheelectrodesandchemicalspeciesalwaysoccursandacurrentflows.,如何控制反应方向和速率?

固相/溶液界面上的电极反应的机理简介,Potentialshiftsnegatively,电极电势控制电极的Feimi能级，决定电荷传递的方向和速率,-,Rz-1,Oz,-,Rz-1,Oz,Er,EF,EF,Er,e,平衡态,电极（electrode）和电极的类型电极与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体，电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出，电极是实施电极反应的场所。

电极分类金属电极：

由金属及相应离子组成，其特点是氧化还原对可以迁越相界面，如Cu2+Cu。

氧化还原电极：

由惰性金属电极及溶液中氧化还原离子对组成，其特点是氧化还原对不能迁越相界面。

如PtFe2+，Fe3+等。

难溶盐电极：

氧化还原对的一个组元为难溶盐或其他固相，它包含着三个物相两个界面，如AgCl电极Ag（s）AgCl（s）Cl-、氧化汞电极Hg（l）HgO（s）OH-。

气体电极：

由惰性金属电极及氧化还原对中一个组元为气体组成的，如氢电极PtH2（g）H+（aq）。

膜电极：

利用隔膜对单种离子透过性或膜表面与电解液的离子交换平衡所建立起来的电势，测定电解液中特定离子的活度如玻璃电极、离子选择电极等。

化学修饰电极：

将活性集团、催化物质附着在电极金属表面上，使之具有较强特征功能。

单层吸附膜复合膜,多重电极：

即金属溶液界面间存在着一种以上的电极反应。

电极（electrode）的作用,Toserveaselectronreservoir（sources,sink）Toprovideandmodulatethedrivingforceofreaction（potential）TocollectandconductthereactioncurrentCatalyst,Rz-1,Oz,Er,e,电化学的研究对象和研究任务,反应速率电极电势间的依赖关系（TheReactionratePotentialdependenceandthenaturebehind）,电化学反应,主要研究内容:

电化学基本定律theFaradaylaw,O+ne-R,电化学的研究策略三电极体系,电化学研究中的三电极池的示意图,工作电极（workingelectrode）:

研究电化学反应发生的电极。

参比电极（referenceelectrode）：

用于测定研究电极（相对于参比电极）的电极电势。

辅助电极（counterelectrode）：

与工作电极组成回路，使工作电极上电流畅通。

工作电极的要求：

（1）所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响；

（2）能够在较大的电位区域中进行测定；

（3）电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应。

辅助电极的要求：

（1）应具有大的表面积，使极化主要作用于工作电极上；

（2）本身电阻要小，且不易极化。

参比电极的要求：

（1）应是可逆电极，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。

水溶液体系中常见参比电极有：

饱和甘汞电极（SCE）、Ag/AgCl电极、标准氢电极（SHE或NHE）等。

非水体系中常用的参比电极为Ag/Ag+（乙腈）。

何为ReversibleHydrogenElectrode（RHE）&

DynamicHydrogenElectrode（DHE）？

提问,Pt,CH+=1mol.l-1,H2,H2,H22H+2e-,标准氢电极（StandardHydrogenElectrode,SHE）,饱和甘汞电极（Sa