常用的电化学计算公式

常用的电化学计算公式

(1) Cottrell 方程: 2

/12/12

/10)(t C nFAD t i π= 施加恒电势，即从无电化学反应的电势阶跃到发生电化学反应的电势，过程中电流与时间的变化关系。根据电流随时间的衰减规律可以判断电极过程的控制步骤；常用于测定溶液态物质的扩散系数或定量地研究修饰电极膜内的电荷传输过程。使用该方程必须满足半无限扩散的条件。

(2) Rendle-Sevcik 方程: C nFAD RT nF i p 2/12/14463.0ν⎟⎠⎞⎜⎝⎛=

半无限扩散的条件下的线性扫描可逆波方程式，表示了电流与电势扫描速度的关系。常用此方程测定物质的扩散系数或测定电极的电化学面积。

(3) Heyrovsky-Ilkovic 方程:

()()RT E E nF i i i 3.2log 2/1lim −=⎭

⎫⎩⎨⎧− 应用于扩散控制的可逆电化学反应，以E 对i

i i −lim lg 作图为一直线，由直线的斜率可以求得n 值。由直线在0lg lim =−i

i i 时的截距可以求得E 1/2。 (4)Butler-V olmer 方程:

()()()⎭

⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−Γ−⎦⎤⎢⎣⎡−Γ=RT E E nF RT E E nF nFAk i R O s E '

0'01exp exp αα 该式包括了电极反应动力学和热力学过程及其电化学性质以及各有关参数，

如电流(i )，

E ，k s ，α以及浓度之间的关系。在特定的条件下，即平衡的情况（i =0），该式为Nernst 公式。

(5) Levich 方程:

C nFA

D i Lev 6/12/13/262.0γω=

对于可逆的电化学反应，使用旋转园盘电极，如果选择一定值范围且符合层流要求，可以得到稳态对流扩散过程。利用电流与ω1/2成正比，可以判断电极反应的控制步骤，还可利用I-ω1/2关系的斜率来估计反应电子数。

(6) Michaelis-Menten 方程: M

cat cat K C C k nFA i +Γ= 此方程与酶促反应的动力学的表达形式一致，其应用条件要求酶促反应的速度比扩散过程慢，即催化电流受酶促反应的动力学控制，常用该方程求算米氏常数。