电化学动力学学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:98 大小:1.2MB 金币:10 举报 版权申诉
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●阳极电流密度Ia当η>0,电极反应按阳极反应的方向进行时,或者有负电荷(电子)从溶液相转移到电极材料相,或者有正电荷(离子)从电极材料相流向溶液相,即有正电流从电极表面流向溶液,单位面积电极表面上的阳极电流,称为阳极电流密度,并规定(guīdìng)它是正值。●阴极电流密度Ic当η<0,电极反应按阴极反应的方向进行时,即有正电流从溶液流向(liúxiànɡ)电极表面,单位面积电极表面上的阴极电流,称为阴极电流密度,并规定它是负值。●交换电流密度I0当η=0,阳极反应和阴极反应方向进行的速度相等(xiāngděng),在平衡条件下按相反方向进行的反应速度叫做交换电流密度。●对于非平衡状态下的不可逆过程,恒有ηI>0原电池中的不可逆过程*当原电池的外电路中有电流I从电极Ma通过电机G流入电极Mc时,原电池的内部(nèibù)电路中就有同样大小的电流I从电极Ma的表面流向溶液,经过溶液流入电极Mc表面,此时原电池的两个电极上端的端电压为:V=Ec–Ea=Eec-/ηc/-(Eea+ηa)=V0-(ηa+/ηc/)流过1F电量所做的电功为:W=VF=[V0–(ηa+/ηc/)]F=W0-(ηa+/ηc/)FW为实际有用功。*当原电池以可以测量的速度输出电流时,原电池中的氧化-还原反应的化学能就不能全部转变为电能。*当一个电极反应以不可逆过程的方式进行时,单位时间内、单位电极表面上的电极反应的化学能中转变成为(chéngwéi)不可利用的热能而散失掉的能量(也就是单位面积的电极表面上以热能形式耗散的功率)为ηI。*ηa、/ηc/的数值随着电极反应速度的增大而增大。●腐蚀电池腐蚀电池的特点:腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应,结果造成金属材料的破坏。腐蚀电池的阴、阳极短路(即短路的原池),电池产生(chǎnshēng)的电流全部消耗在内部,转变为热,不对外做功。腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆方式进行。腐蚀电池的工作(gōngzuò)环节阴极过程(1)氢离子还原反应或析氢反应2H++2e→H2↑(2)溶液(róngyè)中溶解氧的还原反应O2+4H++4e=2H2O(酸性溶液(róngyè)中)O2+2H2O+4e=4OH-(中性或碱性溶液(róngyè)中)(3)氧化性酸(为HNO3)或某些阴离子的还原,如NO3-+2H++2e→NO2-+H2OCr2O72-+14H++6e→2Cr3++7H2O(4)溶液中高价离子的还原(huányuán),例如铁锈中的三价铁离子的还原(huányuán):Fe3++e→Fe2+Fe3O4+H2O+2e→3FeO+2OH-Fe(OH)3+e→Fe(OH)2+OH-(5)溶液中贵金属离子的还原(huányuán),例如二价铜离子还原(huányuán)为金属铜:Cu2++2e→Cu(6)溶液中某些有机化合物的还原(huányuán),如RO+4H++4e→RH2+H2OR+2H++2e→RH2式中R表示有机化合物基团或分子。/●形成腐蚀(fǔshí)电池的原因腐蚀电池(diànchí)的种类腐蚀过程(guòchéng)的产物小结(xiǎojié)小结(xiǎojié)盐水滴(shuǐdī)试验蓝色:显示Fe2+(阳极区)红色:显示OH-(阴极区)棕色:铁锈如果使用脱氧液滴,则不会出现初始(chūshǐ)外观。第三节腐蚀电池(diànchí)的极化阳极(yángjí)极化2.浓差极化(jíhuà)3.电阻(diànzǔ)极化阴极极化2.浓差极化(jíhuà)●极化曲线用上图装置(zhuāngzhì)测量的极化曲线(Zn和Cu面积相等)●Evans极化(jíhuà)图及其应用Evans极化(jíhuà)图的数学表达式/用Evans极化(jíhuà)图表示影响腐蚀电流的因素●均相腐蚀电极(diànjí)的极化由实测(shícè)极化曲线求腐蚀电流密度第四节金属(jīnshǔ)的钝化钝化现象的实验(shíyàn)规律金属(jīnshǔ)钝化的定义2钝化(dùnhuà)体系的极化曲线铁在10%硫酸中的阳极(yángjí)极化曲线(根据R.Olivier)钝化(dùnhuà)参数钝化体系的真实(zhēnshí)阳极极化曲线(1)交点(jiāodiǎn)位于活性溶解区(3)交点在稳定(wěndìng)钝化区实现(shíxiàn)自钝化的途径●●影响(yǐngxiǎng)阴极极化曲线影响钝化(dùnhuà)的因素*含铬量12%(重量)以上的铁铬合金(héjīn)常称为不锈钢。(4)金属表面在空气中形成的氧化物膜对钝化(dùnhuà)有利。阳极(yángjí)