电极过程动力学PPT课件
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§6.4 电极交流阻抗的复数阻抗图
§6.5 交流阻抗的测量方法
§6.6 电化学阻抗谱数据处理的若干问题
.
8
第七章 若干重要电极过程的反应机理 与电化学催化
§7.1 氢析出反应 §7.2 氧还原反应 §7.3 甲醇的电化学氧化 §7.4 氯的阳极析出反应
.
9
§1.1 电极过程动力学的发展
化步骤 §5.4 涉及表面吸附态的表面转化步骤 §5.5 电极反应机理及其研究方法 §5.6 利用电化学反应级数法确定电极反应历程 §5.7 中间价态粒子的电化学检测
.
7
第六章 交流阻抗方法
§6.1 电解池的等效阻抗
§6.2 表面浓度波动和电极反应完全可逆 时的电解阻抗
§6.3 电化学步骤和表面转化步骤对电解 阻抗的影响
电化学—研究载流子（电子、空穴、离子）在电化学 体系（特别是离子导体和电子导体的相界面及其邻近 区域）中的运输和反应规律的科学。
电化学所研究的内容有：
（1）电解质溶液理论（离子水化、离子互吸、离子缔合及电导 理论等）；
（2）电化学平衡（可逆电池、电极电位、电动势与热力学函数 间关系等）；
（3）电化学动力学－－电极反应过程的规律（电化学极化、液 相传质、气体电极过程等）；
.
11
§1.1 电极过程动力学的发展
电化学科学的发展大致可以分为三个阶段：电化学热 力学、电化学动力和现代电化学。
电化学热力学研究的是处在平衡状态的电化学体系， 涉及的主要问题是电能和化学能之间的转换的规律。
从19世纪末到20世纪初，在热力学基本原理被牢固地 确立后，用热力学方法研究电化学现象成了电化学研 究的主流，取得了重大的进展，使“电化学热力学” 这部分内容趋于成熟，成为物理化学课程的经典组成 部分。
Grahame 开创了用滴汞电极研究 “电极/溶液” 界面的系统工作。
.
14
4. 20世纪50年代是电化学学科的重要成熟期
经典电化学方法蓬勃发展和电化学队伍迅速扩大 各种快速暂态方法，旋转圆盘电极系统，研究许多电化学
测量方法在这一阶段建立。这些方法在当代电化学实验室 中仍然是基本测试手段。
.
.
12
§1.1 电极过程动力学的发展
电化学动力学，也即“电极过程动力学”。 电极过程动力学的发展大致经历以下阶段：
1. 1905年Tafel根据实验结果总结出半对数极化曲线公式 2. 20世纪30年代初期Butler,Erdey-Gruz,Volmer等人提出
了电极过程动力学基本公式
.
13
§1.1 电极过程动力学的发展
.
5
第四章 电化学步骤的动力学
§4.1 电极电势对电化学步骤反应速度的影响 §4.2 平衡电势与电极电势的“电化学极化” §4.3 浓度极化对电化学步骤反应速度和极化
曲线的影响 §4.4 测量电化学步骤动力学参数的暂态方法
.
6
第五章 复杂电极反应与反应机理研究
§5.1 多电子步骤 §5.2 均相表面转化步骤（一）：前置转化步骤 §5.3 均相表面转化步骤（二）：平行和随后转
化
.
2
第一章 绪论
§1.1 电极过程动力学的发展 §1.2 电池反应与电极过程 §1.3 电极过程的主要特征及其研究方法
.
3
第二章 “电极/溶液”界面的基本性 质
§2.1 研究“电极/溶液”界面性质的意义 §2.2 相间电势和电极电势 §2.3 研究“电极/溶液”界面结构的实验方法 §2.4“电极/溶液”界面模型 §2.5 固体金属“电极/溶液”界面 §2.6 零电荷电势 §2.7 有机分子在“电极/溶液”界面上的吸附
.
4
第三章 “电极/溶液”界面附近液相 中的传质过程
§3.1 研究液相中传质动力学的意义 §3.2 有关液相传质过程的若干基本概念 §3.3 理想情况下的稳态过程 §3.4 实际情况下的稳态对流扩散过程和旋转圆盘
电极 §3.5 液相传质步骤控制时的稳态极化曲线 §3.6 扩散层中电场对传质速度和电流的影响 §3.7 静止液体中平面电极上的非稳态扩散过程 §3.8 线性电势扫描方法
15
§1.1 电极过程动力学的发展
5. 20世纪60年代以来，电化学实验技术仍然不断发展。
线性电势扫描方法（循环伏安法）成了后起之秀，交流阻 抗方法以及一系列更复杂灵巧的极化程序控制方法在很大 程度上取代了经典极化曲线测量和极谱方法。界面波谱技 术对电化学研究的影响日益显著。许多重要进展通过对新 材料、新体系研究而取得。
（4）电化学应用。
.
10
§ห้องสมุดไป่ตู้.1 电极过程动力学的发展
电化学是在科学研究和生产实践中发展起来的，反过 来它又促进了生产力的发展。在化工、冶金、化学电 源、金属腐蚀和保护、电化学加工和电化学分析等工 业部门占有及其重要的地位。
近30年来，它在高新技术领域，如新能源、新材料、 微电子技术、生物化学等等方面也扮演重要角色。与 此同时，由于电化学理论与方法的发展，在与其他学 科边缘地域形成了融盐电化学、半导体电化学、催化 电化学、腐蚀电化学、金属电化学、生物电化学等新 兴学科。电化学应用已远远超出了化学领域，在国民 经济许多部门发挥了巨大作用。
电极过程动力学
潘牧 Panmu@mail.whut.edu.cn
.
1
目
录
第一章 绪论 第二章 “电极/溶液”界面的基本性质 第三章 “电极/溶液”界面附近液相中的传质过程 第四章 电化学步骤的动力学 第五章 复杂电极反应与反应机理研究 第六章 交流阻抗方法 第七章 若干重要电极过程的反应机理与电化学催
.
16
§1.1 电极过程动力学的发展
现代电化学 ：随着生产力的发展，不断发现电化学科 学中的很多基本问题仍然难以解决。为此，人们开始 注意结合使用“固体物理学”、“量子力学”等近代 科学知识，使电化学理论从原来宏观的概念上升到微 观结构与微观动力学的概念上去考虑，从而促使电化 学科学的发展进入了第三阶段—“ 现代电化学”。如量 子电化学，波谱电化学等。这是20世纪60年代以后出 现的事，目前还处在萌芽状态。
3. 电极过程动力学主要形成是从20世纪40年代中期开 始：
前苏联Φрумкин学派抓住电极和溶液净化对电极反应 动力学数据重现性有重大影响这一关键问题，首先从实验技 术上开辟了新局面。证实了迟缓放电理论，研究了双电层结 构和各类吸附现象对电极反应速度的影响
英国Bockris,Parsons,Conway等人也在同一领域作出了奠基性的 工作，
§6.5 交流阻抗的测量方法
§6.6 电化学阻抗谱数据处理的若干问题
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第七章 若干重要电极过程的反应机理 与电化学催化
§7.1 氢析出反应 §7.2 氧还原反应 §7.3 甲醇的电化学氧化 §7.4 氯的阳极析出反应
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§1.1 电极过程动力学的发展
化步骤 §5.4 涉及表面吸附态的表面转化步骤 §5.5 电极反应机理及其研究方法 §5.6 利用电化学反应级数法确定电极反应历程 §5.7 中间价态粒子的电化学检测
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第六章 交流阻抗方法
§6.1 电解池的等效阻抗
§6.2 表面浓度波动和电极反应完全可逆 时的电解阻抗
§6.3 电化学步骤和表面转化步骤对电解 阻抗的影响
电化学—研究载流子（电子、空穴、离子）在电化学 体系（特别是离子导体和电子导体的相界面及其邻近 区域）中的运输和反应规律的科学。
电化学所研究的内容有：
（1）电解质溶液理论（离子水化、离子互吸、离子缔合及电导 理论等）；
（2）电化学平衡（可逆电池、电极电位、电动势与热力学函数 间关系等）；
（3）电化学动力学－－电极反应过程的规律（电化学极化、液 相传质、气体电极过程等）；
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§1.1 电极过程动力学的发展
电化学科学的发展大致可以分为三个阶段：电化学热 力学、电化学动力和现代电化学。
电化学热力学研究的是处在平衡状态的电化学体系， 涉及的主要问题是电能和化学能之间的转换的规律。
从19世纪末到20世纪初，在热力学基本原理被牢固地 确立后，用热力学方法研究电化学现象成了电化学研 究的主流，取得了重大的进展，使“电化学热力学” 这部分内容趋于成熟，成为物理化学课程的经典组成 部分。
Grahame 开创了用滴汞电极研究 “电极/溶液” 界面的系统工作。
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4. 20世纪50年代是电化学学科的重要成熟期
经典电化学方法蓬勃发展和电化学队伍迅速扩大 各种快速暂态方法，旋转圆盘电极系统，研究许多电化学
测量方法在这一阶段建立。这些方法在当代电化学实验室 中仍然是基本测试手段。
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§1.1 电极过程动力学的发展
电化学动力学，也即“电极过程动力学”。 电极过程动力学的发展大致经历以下阶段：
1. 1905年Tafel根据实验结果总结出半对数极化曲线公式 2. 20世纪30年代初期Butler,Erdey-Gruz,Volmer等人提出
了电极过程动力学基本公式
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§1.1 电极过程动力学的发展
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第四章 电化学步骤的动力学
§4.1 电极电势对电化学步骤反应速度的影响 §4.2 平衡电势与电极电势的“电化学极化” §4.3 浓度极化对电化学步骤反应速度和极化
曲线的影响 §4.4 测量电化学步骤动力学参数的暂态方法
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第五章 复杂电极反应与反应机理研究
§5.1 多电子步骤 §5.2 均相表面转化步骤（一）：前置转化步骤 §5.3 均相表面转化步骤（二）：平行和随后转
化
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第一章 绪论
§1.1 电极过程动力学的发展 §1.2 电池反应与电极过程 §1.3 电极过程的主要特征及其研究方法
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第二章 “电极/溶液”界面的基本性 质
§2.1 研究“电极/溶液”界面性质的意义 §2.2 相间电势和电极电势 §2.3 研究“电极/溶液”界面结构的实验方法 §2.4“电极/溶液”界面模型 §2.5 固体金属“电极/溶液”界面 §2.6 零电荷电势 §2.7 有机分子在“电极/溶液”界面上的吸附
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第三章 “电极/溶液”界面附近液相 中的传质过程
§3.1 研究液相中传质动力学的意义 §3.2 有关液相传质过程的若干基本概念 §3.3 理想情况下的稳态过程 §3.4 实际情况下的稳态对流扩散过程和旋转圆盘
电极 §3.5 液相传质步骤控制时的稳态极化曲线 §3.6 扩散层中电场对传质速度和电流的影响 §3.7 静止液体中平面电极上的非稳态扩散过程 §3.8 线性电势扫描方法
15
§1.1 电极过程动力学的发展
5. 20世纪60年代以来，电化学实验技术仍然不断发展。
线性电势扫描方法（循环伏安法）成了后起之秀，交流阻 抗方法以及一系列更复杂灵巧的极化程序控制方法在很大 程度上取代了经典极化曲线测量和极谱方法。界面波谱技 术对电化学研究的影响日益显著。许多重要进展通过对新 材料、新体系研究而取得。
（4）电化学应用。
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10
§ห้องสมุดไป่ตู้.1 电极过程动力学的发展
电化学是在科学研究和生产实践中发展起来的，反过 来它又促进了生产力的发展。在化工、冶金、化学电 源、金属腐蚀和保护、电化学加工和电化学分析等工 业部门占有及其重要的地位。
近30年来，它在高新技术领域，如新能源、新材料、 微电子技术、生物化学等等方面也扮演重要角色。与 此同时，由于电化学理论与方法的发展，在与其他学 科边缘地域形成了融盐电化学、半导体电化学、催化 电化学、腐蚀电化学、金属电化学、生物电化学等新 兴学科。电化学应用已远远超出了化学领域，在国民 经济许多部门发挥了巨大作用。
电极过程动力学
潘牧 Panmu@mail.whut.edu.cn
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目
录
第一章 绪论 第二章 “电极/溶液”界面的基本性质 第三章 “电极/溶液”界面附近液相中的传质过程 第四章 电化学步骤的动力学 第五章 复杂电极反应与反应机理研究 第六章 交流阻抗方法 第七章 若干重要电极过程的反应机理与电化学催
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§1.1 电极过程动力学的发展
现代电化学 ：随着生产力的发展，不断发现电化学科 学中的很多基本问题仍然难以解决。为此，人们开始 注意结合使用“固体物理学”、“量子力学”等近代 科学知识，使电化学理论从原来宏观的概念上升到微 观结构与微观动力学的概念上去考虑，从而促使电化 学科学的发展进入了第三阶段—“ 现代电化学”。如量 子电化学，波谱电化学等。这是20世纪60年代以后出 现的事，目前还处在萌芽状态。
3. 电极过程动力学主要形成是从20世纪40年代中期开 始：
前苏联Φрумкин学派抓住电极和溶液净化对电极反应 动力学数据重现性有重大影响这一关键问题，首先从实验技 术上开辟了新局面。证实了迟缓放电理论，研究了双电层结 构和各类吸附现象对电极反应速度的影响
英国Bockris,Parsons,Conway等人也在同一领域作出了奠基性的 工作，