第三篇 稳态研究方法.pdf

一、稳态过程 二、稳态极化的种类及其影响因素 三、控制电流法与控制电位法(稳态测量) 四、阶跃法与慢扫描法测定稳态极化曲线 五、稳态极化曲线的形状与应用 六、旋转电极及其应用 电化学测量技术 1 一、稳态过程 1、稳态过程的意义（构成稳态的条件） 电流通过电极时，在指定的时间内，电化学参 量（极化电流、极化电位、电极表面处的反应物的 浓度等）不变或基本不变。 电化学测量技术 2 注意： ①稳态不是平衡态 − 2+ Zn −2e Zn ϕ 平衡态： ，I=0，J =J ， e ； a c − 2+ Zn −2e Zn ϕ 稳态： ，I ≠0，J J ， ； a c 极 ②绝对的稳态是不存在的 上述Zn2+/Zn溶解中，达到稳态时，Zn 电极表 面还在溶解，只是达到稳态扩散而已。 电化学测量技术 3 ③稳态和暂态是相对的 稳态和暂态区分标准是参量变化是否显著，这 个标准是相对的。 例如：用不灵敏的仪器测量不变化，但用精度 较高的仪器测量，则变化；短时间参量不变化，但 长时间却发生变化。 在做稳态极化曲线时，就需要注意手动调节恒 电位仪的时间及量程。 电化学测量技术 4 2、稳态过程的特点 ①通过电极的电流全部用于电化学反应，i=ir 无双电层充电电流i 。 c ② 电极表面处反应物的浓度只与位置有关，与 时间无关，c=f (x) 电化学测量技术 5 二、稳态极化的种类及其影响因素 电极过程往往是复杂的、多步骤的过程，因此极化 的类型也有许多种，例如：电化学极化(或称为电荷传 递极化，也称为活化极化) 、由传质过程控制引起的浓 差极化、欧姆极化(或称为电阻极化) 、电结晶极化等。 本节只讨论电化学极化、由扩散控制引起的浓差 极化和欧姆极化等三种基本极化类型，三种类型极化 的过电位分别用： η 、 η 和 η 表示。 e c R 电化学测量技术 6 1、各种类型的极化和过电位 （1）浓差极化 Fick （菲克扩散）定律：单位时间内通过单位平面的扩 散物质的量与浓差梯度成正比，即： dc f D