第一章电化学测量的基本知识-电化学工程-郑州轻工业学院.ppt

电化学测量电子教案—绪论 第一章 电化学测量的基本知识： §1.1 三电极与两回路 §1.1 三电极与两回路 1.1.1 三电极组成 1.1.2 两回路 1.2.4.1 滴Hg电极的优点 1.2.4.2 滴Hg电极的缺点 被测体系的浓度有一定的限制 浓度不能太小，若10-5 M，汞滴面积变化引起的电容电 流影响较大； 浓度也不能太大，若0.1 M，汞滴不宜滴落； 合适的浓度范围是：0.01[C]0.1 M 电位区间小，实际测量有限 电位范围：+0.6~-1.6 V Hg电极表面行为与其它电极表面有差距 * 材料与化学工程学院 化工工艺教研组 主讲人：王力臻、张勇 第1章 电化学测量概述 第2章 电化学测量的基本知识 第3章 稳态测量方法 第4章 暂态测量方法总论 第5章 控制电流阶跃暂态测量方法 第6章 控制电势阶跃暂态测量方法 第7章 线性电势扫描伏安法 第8章 交流阻抗法 第9章 电化学测量仪器的基本原理 主要教学内容安排: ?电化学测量参考书 (要目) ? 1. 胡会利、李宁编，电化学测量，国防工业出版社，  2007. 2. 刘永辉编，电化学测量技术，北京航空学院出版 社，1987年. 3. 田昭武编，电化学研究方法，科学出版社，1984年. 4. 魏宝明编，金属腐蚀理论及应用，化学工业出版 社，2002. 判断分析： 是实验结果的 分析和解释。 响应信号： 是实验结果 扰动信号： 是测量条件 的选择与控 制。 对“未知”施加挠动信号 得到响应信号 判断分析得“已知” 学习电化学测量的基本方法如下： 实测图 原理图 研究电极：WE 三电极 辅助电极：CE 参比电极：RE ① 测量回路（并联电路） ① 极化回路（串联电路） 由：极化电源、WE、CE、 可变电阻以及电流表等组 成。 由：控制与测量电位的 仪器、WE、RE、盐桥 等组成。 实现控制或测量极化的变化 测量WE通电时的变化情况 功能 目的 调节或控制流经WE的电流 实现极化电流的变化与测量 1. 可以同时测量极化电流和极化电位； ? 2. 三电极两回路具有足够的测量精度。 1.1.3 三电极的优点 1.被测体系 研究电极所处的溶液体系。 ? 2.测量体系 参比电极所处的溶液体系。 1.1.4 两类溶液体系 1.2.1 电解池／容器 是装电解质溶液、WE、CE所用，是一种容器，要求稳定性好，不溶出杂质，不与电极物质、电解液发生反应，大部分无机电解质是玻璃的，强碱电解液例外，具体要求如下： ① 化学稳定性高； ② 体积适中 太小：研究体系浓度变化；太大：浪费 浓度变化： ，可见c与J0有关→η。 §1.2 三电极体系中各组成部分的作用和要求 ③ 鲁金Luggin毛细管距离； 太近：电位测不准；太远：较大的欧姆压降； 距离(管直径) ，这是半定性半定量关系； 鲁金：是苏联电化学创始人“A.H.弗鲁姆金”院士的人名，为了纪念他发明的装置，他是经典电化学的奠基人。 ④ 气体电极：要注意气体的入口和出口 例如：燃料电池的氢电极、氧电极。 §1.2 三电极体系中各组成部分的作用和要求 ⑤ 辅助电极的位置、大小及形状； 位置：与WE平行放置； 大小：SCE5SWE。 §1.2 三电极体系中各组成部分的作用和要求 形状：例如天津第一电镀厂，要镀12 t的轴（直径1.2 m，长：12 m），怎么做呢？ 就在地下挖个大坑，把轴吊在坑里并转动，转动的目的是减小浓差极化，四周为辅助电极，如下图所示： ⑥ 恒电位测量中，电解池的内阻要小。 §1.2 三电极体系中各组成部分的作用和要求 作用：比较。 本身电位的稳定。 1.2.2.1 应具备的条件 ① 可逆电极（浓度不变，电位不变）； 这是热力学说法，符合Nernst方程。 ② 参比电极是不极化电极（i0→∞）； 实际上i0不可能∞，所以需要控制流经RE的电流非常小，即：I测10-7 A/cm2。 1.2.2 参比电极 1.2.2.1 应具备的条件 ③ 良好的稳定性（化学稳定性好、温度系数小）； ④ 具有良好的恢复特性； ⑤ 恒电位测量中，要求低内阻，从而实现响应速度快。 1.2.2 参比电极 1.2.2.2 常见的参比电极