电化学原理及应用

电化学原理与应用作业界面带电答：由于物质之间的相互作用，而使电荷在界面上分布不均匀从而产生电势梯度的现象。界面双层电场强度答：界面双电层电场强度即界面电势差，为电极表面与溶液本体之间的电势差。Ihp‘Ohp答：亥姆霍兹双电层，由Helmholtz最早提出的一种双电层结构。他认为双电层的结构与平行板电容器相似，双电层的里层在固体表电层的结构与平行板电容器相似，双电层的里层在固体表面上，相反符号的外层则与固体表面平行地分布在液体中，两层之间的距离很小，约在离子大小的量级。在此双电层中电势由里层向外层呈直线下降。我为称平行于电极的通过吸附离子中心轨迹的平面为ihp（内亥姆霍兹层）；在液体内部，带相反电荷平行于 ihp的平面称为ohp（外亥姆霍兹层）。双电层次与三电层异同答：当电极与溶液接触时，由于荷电质点（电子或离子）在两相之间转移，或是通过外电路向电极界面两侧充电，都会在两相中分别引起过剩电荷。这些过剩电荷分布在界面两侧的薄层中，就形成了电化学双层，简称双层。当电极表面带正电荷时，某些负离子除静电力被吸附在界面夕卜，还可以受到另一种非静电力的作用，使之被吸附于电极表面之上，通常将这种由库仑力以外的作用力所引起的吸附，称之为特性吸附。这样就使和双电层中，负离子超过了电极表面上的正电荷。这种过剩的负电荷，又静电吸引溶液中的正离子，形成了如下图所示的三电层。这时，i电位的符号与「相反。图1、三电层结构及其电位分布接触吸附答：接触吸附就是特性吸附，是离子与金属表面直接接触的吸附。主要是为了回避库仑定律不能解释的现象。形成条件：金属/溶液界面第一层为偶极子（水分子）占据，但有被离子替代的情形。与金属离子直接接触的离子是没有一级水化层的离子。大多数阴离子和大的阳离子没有一级水化层，故可能在电极上形成接触吸附。带电界面与哪些性质有矢，用什么方法测量各有什么特点？答：带电界面主要与界面张力、界面剩余电荷密度、各种离子的界面吸附量和界面电容有矢。测量方法：测量界面张力主要用电毛细曲线；界面剩余电荷密度的确定由Lippmannequation①二①+X确定；界面电容主要有点毛细法和微分电容法。7•何谓理想极化电极和不极化电极并举例答：交换电流密度描述了平衡电极电势下，氧化与还原的绝对速度的大小，体现了反应的活跃程度，或者说体现了反应能力和反应活性的大小。表征电极反应在平衡状态下的动力学特性。当交换电流密度趋于零时，可逆性最小，称为理想极化电极。当交换电流密度趋于无穷大，要逆最大，称为不极化电极。或者说，理想极化电极是无论施加多大的电压在电极表面都没有电荷转移发生的电极，Hg电极在电位窗口内可以看成理想极化电极。不极化电极是电极电位不随电流的改变而改变的电极， 其电极电位保持恒定。8.驼峰现象答：根据公式CKaCKa_ohplKMj)HP kMTHP•丿dqM内外亥姆霍兹层中间相当于一个电容。因为在电容里有:d=ri随水合物的影响。；越大绝缘性越好。在溶液中，；取决于电子活动的强烈程度。溶液中水偶极子与离子反应，形成水合物，影响水的导电性。电双层相当于两个微型电容，因此有：4二如詁△ 4二亠C"_OHP :LJ—5 4二念一仃CKa_ohp由上式可得，电容在肯定在某处上升然后快速下降，有一个驼峰现象。9•试述有机分子对界面性质的影响。答:E2400350-0.5 -1,0y>(SHE>/V300柱含有不同叔戌蹲濬液中测冃的电毛细曲绘E2400350-0.5 -1,0y>(SHE>/V300柱含有不同叔戌蹲濬液中测冃的电毛细曲绘飙皮苒壌度tgiyL/H1 CH2O1 CH2OMO1$3 ・OS0*2A绝大多数能溶于水的有机物，对电极的活性都有不同程度的影响。表面活性有机分子发生特性吸附的规律及其对界面性质的影响也可以通过电毛细曲线和微分电容曲线观察到。图 3.30表明吸附发生在零电荷电位附近的一定电位范围内，而且表面活性有机分子的浓度越高，发生吸附的电位范围越宽，界面张力下降得越多。UdUd电 **如入在聞？S亡生琴TMLSa二2——赶劲曲科啦耐*3 丰达列ts种皿附EH图3・31所示为有机分子吸附时，微分电容曲线变化的典型图形。零电荷电位附近的电位范围内，微分电容值下降，两侧则出现电容峰值；