极化曲线的运用与分析

RLC
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(1)奇数级括号表示并联组成的复合元件，偶数级 括号表示串联组成的复合元件。
的。C前o者py是ri先gh控t 制20恒0定4-的20电1流1 (A或s电po压s)e，P待ty响L应td电. 压(或
电流)恒定后测量之，可获得稳态极化曲线。后者则控制 电流恒定或按一定的程序变化，测量响应电势的变化；或 控制相应的电势，测量响应电流的变化获得暂态极化曲线。
稳态的定义
稳态是在指定的时间范围内，电化学系统的参量（如电位、电 流，电极表面的浓度分布，电极表面状态等）变化甚微，基本
ted w复ith杂A的sp暂os态e.过Sl程ide。s for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
我们可以通过测量该等效电路的各元件的值， 进一步求得电化学反应的动力学参数。
等效电路描述码的表示
电路描述码 (Circuit Description Code, 简写 为CDC)。规则如下：
特点：1.具有双电层充电E电v流a，l一u部a份tio用n于双o电n层ly充.电以改变电极电位，另一部 ted w份it用h于A电s化p学o反s应e；.2S.电li极d/溶es液界fo面r附.近N的E扩T散层3内.5反应C物l和ie产n物t粒P子r浓o度fi不le 5.2
仅暂是态空法C间与o位稳p置态y的法ri函相g数比h，有t 还许2是多0时优0间点4的。-2函由0数于1。暂1态A法可sp控o制s极e化时P间ty，电L极td表.面溶液的
极化曲Ev线alu的ati运on 用onl与y. 分析
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极化的定义
当电极上有净电流通过时，电极电位显著偏 离了平衡电位E的v现alu象a叫tio做n o电n极ly. 的极化。
根据C原op电y池rig电ht动2势00等4于-2正01极1的As电p极os电e位P减ty去Lt负d.极的
电极电位：E＝Φ＋－Φ－
1. 当参比为测量电池的正极时，则Φ研＝ Φ参－E 2. 当参比为测量电池的负极时，则Φ研＝ Φ参＋E
阳极（阴极）极化曲线的测定
从低电位向高电位方向扫描，也就是使电位越来越
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辅助电极的作用是与研究电极构成回路，通过电 流，实现研究电极的极化。它的表面一般比研究 电极大得多.
究电极的阳极过程，而比研究电极的平衡电位更负 的电位区间属于电极的阴极过程。 同理阴极极化曲线也是类似的
极化曲线的分析与比较
以氧气在碱性介质里的还原为例
-0.35
Current Density/A*cm-2
-0.30
-0.25
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判断C电o极p过yr程ig的ht可2逆0性04及-控20制1步1骤A；sp观o察se整个Pt电y位L范td围. 内可
能发生的反应；研究吸脱附现象及电极反应中间产物。
线性扫描的大幅度运用
此时电位范围设置得较宽，对所研究的电化学反应 的电位应包括在所设置的电位范围内。作线性扫描
时，我们在电化E学v工al作ua站tio所n设o置nly的. 电位为研究电极 ted w相 电ith对动A于 势s参 。po比 而s的 不e.S电 是li极 氢de电标s位电fo，位r 即。.N研ET究3电.5极C与li参en比t 电Pr极of的ile 5.2
应速C度o下p降yr。ig随ht着2时0间04延-长20，1扩1散A层sp厚o度se增加Pt，y扩L散td流. 量降
低，所以反应电流下降。扫描速度不同，峰值电流也不同， 曲线的形状和数值也不相同，所以线性电位扫描实验中，扫 描速度选择十分重要。
暂态的研究方法
暂态系统比稳态系统复杂，单采用极化曲线 的办法不行，所以在暂态测量中，常结合交 流阻抗，将所E得v图alu谱at拟io合n o成nl等y. 效电路来剖析
(2)对于复杂的电路，分解 成2个或2个以上互相串联或
并联的“盒”. Evaluation only. tedw(一i3t)个h若左A在括s右p号o括与s号e之后.S相紧l邻id接，e着s则有for .NET 3.5 Client Profile 5.2
前后C两o括p号yr中ig的ht复2合0元04件-级2011 Aspose Pty Ltd.
tedw极ith化A的sp类os型e.有Sl：ides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 1．电C化op学yr极igh化t ；2020.4浓-2差01极1化As；pos3e．P电ty阻Lt极d.化 极化的结果是：阳极的电极电位往正电位偏 移，而阴极的电极电位往更负的方向偏移。
峰值电流
产生原因：当对处于平衡电位的电极施加一个大幅度的线性 扫描电压时，反应刚开始，电极随所加过电位的增大而速度
加快，反应电流增E大v；a另lu一a方tio面n，o随n着ly.反应的进行，电极表 ted w面it附h 近A的sp反o应se物.S浓l度id下es降f，o生r .成N物E的T浓3.度5升C高li，en促t 使P电ro极fil反e 5.2
发生电化学反应的推动力是过电位，也就是极化过程的发 生。对于同一条件下的电极体系，通过的电流密度越大， 电极电位偏离平衡电位的绝对值也越大，将电极与电流密 度的关系绘成的曲线，称为极化曲线。极化曲线就是利用 给研究电极施加一个过电位来研究 电极的电化学过程。
Evaluation only. tedw极it化h A曲s线p的os测e量.S方lid法e可s 以fo是r .“N稳ET态3”.的5 ，Cl也ie可nt是P“ro暂fi态le”5.2
参比电极与研究电极组成电池 ，用来测量研究电
极的电极电位。参Ev比al电ua极tio具n有on已ly知. 的、稳定的电 ted极w电ith位A，sp而os且e不.S发lid生es极fo化r 。.N参ET比3电.5极C的lie鲁nt金P毛ro细file 5.2
管否尽则量会Co靠对p近电yri研极gh究表t 2电面0极产04表生-2面屏01，蔽1但作As也用p不，os能 影e 离响Pt电电y L极流td太的. 近分，
布。一般情况下，其外径为0.5～1mm，使其离研 究电极表面的距离不小于其外径。
线性电位扫描的运用
1。小幅度运用：扫描电位幅度一般在10mV以内，主要用来 测定双电层电容和反应电阻。
2。大幅度运用：电E位va范lu围a较ti宽on，o可n在ly所. 感兴趣的整个电位 ted w范it围h 内A进sp行o扫se描.S。l常id用es来f对o电r .极N体E系T作3.定5性C或li半en定t 量P的ro观fil测e；5.2
态。
稳态系统的特点（1）全部电流用于电化学反应；（2）在电极 界面区的扩散层内反应物和产物粒子的浓度只是位置的函数， 和时间无关。
1.8
1.6
t
1
t
1.4
2
Potential/V
ห้องสมุดไป่ตู้
1.2
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iicr可相忽对C略大o不；p计扫y，描ri此速g时度h才t慢2是，0稳ic相0态4对极-小化2。0曲因1线1此，，A才只s真有p正o当说s扫明e速电P足极t够反y慢应L时速t，d度.ic与相电对位于
的关系，才可利用稳态法的公式计算动力学参数（没有浓差极化的情况 下）。
利用三电极体系测定极化曲线
ted w正 （ith，氧A但 化s并 反po不 应s是 ）e.S整 。lEi个dve电asl位ufao区trio间.Nn发EoT生nl3y的..5都C是li阳en极t 过Pr程ofile 5.2 只有C比op研y究rig电ht极2的00平4衡-2电01位1更As正p的os电e位P区ty间Lt才d.是研
上可认为不变，这种E状v态a可lu称a为tio电n化o学nl稳y.态。 ted例w如it：h 某A电sp池o以se中.S小l电id流es放f电o，r .起N初E电T压3.下5降C较li快en，t 后P来ro达fil到e 5.2
比小较。稳如C定图o的，p状称yr态ti1g－（ht2t也时2就间0是0内4平为-常2该0所电1说1池的A以放s中p电小o平s电e台流）P放t，y电电的L压t稳d变.定化状甚
线性扫描所得到的电流是双电层充电电流ic与电化学反应电流ir之和。如
果在某电位范围内基本E上v无a电lu化a学t反io应n发o生n，ly即. 相当于理想极化电极， ted w主i要th反A映s双p电o层s电e容.S与li电d位e的s关fo系r。.当N存E在T电3化.学5反C应li时e，nt扫P描r速o度fi快le，5.2
有3C00ompyv左rig右ht，2但00此4时-2电01流1很As小p，ose Pty Ltd.
只有零点几 毫安的电流产生
3.在500mv的过电位下，氧还原反
应才有比较明显电流产生，具有 代表意义。
为什么要比较-0.2V时的电流？
1. 在电池中，E3电极只要0.5V（也就是在图中-0.2V)的过
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-0.10
-0.05
0.00
0.05 0.1
0.0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
Potential/V vs Hg/HgO
为什么要看-0.2V这个电位？
1. E＝Φ＋－Φ－=0.3V (Φ＋＝0.4V Φ－E=v0a.l1uVat)ion only. ted2w. 氧ith还A原sp的o过se电.S位lid比e较s 高fo，r .一NE般T会3.5 Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 0.8
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暂态的定义
暂态法又称动态法，电极从开始极化到电极过程达到稳态的这一阶段称暂态过程。 在该过程中电极电位、电极界面上的吸附覆盖状态、双电层充电，电极附近液层 中分布等都处在变化之中，也就是体系的各变量随时间而变化。暂态法就是用指 定的小幅度的电流或电压讯号加到研究电极上，使处在平衡状态或其他状态的电 极体系发生扰动，同时测量电极参数的响应，来研究电极体系的各种性质。
浓度也不致有明显变化，减小（消除）浓差极化，以突出电化学极化。液相中的 粒子或杂质来也不及扩散到电极表面，减少了杂质的干扰，因而有利于研究界面 的结构和吸附现象，对于那些表面状态变化较大的体系更为合适，暂态法可以使 测得的数据重现。
线性电位扫描
控制电极电位以恒定的速度变化，同时测量通过电极的电流。它也是暂 态法的一种，扫描速度对暂态极化曲线的形状和数值影响很大，只有当 扫描速度足够慢时才可得到稳态极化曲线。
电位就能产生100mA以上的电流，而E2电极要高达0.7V的
过电位才能产生10E0mvaA左lu右at的io电n流o，nl再y.看E1，至始至终都 ted w不it能h 达A到sp1o00smeA.S的li电d流es。for .NET 3.5 Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2. 在同一端电压下，电流越大，电池所获得的功率就越大。