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大学电化学基础 电化学基础知识点总结

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电化学是物理化学中的重要分支，研究的是化学反应中的电子传递过程及其相关现象 。在电化学中，诸多基础知识点需要掌握：如电势、电动势、电解质、电极反应、电化学反应速率、电解、电镀等 。这些基础知识点以及相应的理论和实验技术，都是我们认识和研究电化学现象的前提和基础 。本文将通过总结电化学的一些基础知识点，来帮助读者更好地理解电化学的基本原理和实际应用 。

大学电化学基础 电化学基础知识点总结

文章插图
电化学分析【电化学 *** 总结】循环伏安法

1 定义：循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，使电极上能交替发生还原反应和氧化反应，记录电流-

电势曲线 。

单圈扫描：电位在初始电位维持一段平衡（静置）时间后，开始匀速变化（扫描速度为v=dE/dt），扫描到第1个换向电位后，某些仪器可维持在第1个换向电位一段时间，然后电位反向扫描到第2个换向电位，某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间，然后再扫描到最终电位） 。

多圈扫描：在初始电位起扫后，在第1、2个换向电位之间循环扫描多圈，最后扫描到最终电位 。

2 特点：

Ⅰ：激励信号：施加的电压为三角波电压，双向扫描，分为氧化过程和还原过程，氧化态电势高，还原态电势低 。

Ⅱ：参数设置：两个可调参数为电位范围和扫描速度 。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位，起始电位不应破坏溶液的初始条件；若起始电位与溶液初始条件不一致，则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录 。

Ⅲ：实验条件：进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态，若搅拌则记录的图中不会出现峰，相反呈S 型 。

3 所得信息：

Ⅰ：判断电极反应的可逆程度，依据为峰电流比及峰电势差，对于可逆体系：i pa /i pc ≈1；E pa /E pc ≈2.3RT/nF 。

Ⅱ：判断电极表面的修饰情况，峰电流大说明电极传递电子能力较强 。但这只能定性判断，实际循环伏安图中，存在充电电流的影响，因此CV 峰电流测量不太容易精确 。

Ⅲ：判断其控制步骤和反应机理，若i p ∝v，则此过程为表面控制，发生在电极表面；若i p ∝v 1/2，则此过程为扩散控制，发生在 溶液中 。

循环伏安法可作用于可逆的电极过程，也可作用于不可逆或准可逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程，不同的电极过程分别阳极峰电势E pa 和阴极峰电势E pc，并给出峰电位差△E p 和峰电流之比 。对于可逆波，E pc =E1/2-1.109RT/nF

E pa =E1/2+1.109RT/nF

△ Ep=2.219RT/nF=58/n mV(25℃)

4. 应用：

循环伏安法最为重要的应用是定性表征伴随氧化还原反应的前行或后行化学反应 。这些化学反应的发生直接影响了电活性组分的表面浓度，出现在许多重要的有机和无机化合物的氧化还原过程中 。循环伏安法也能够用于评价电活性化合物的界面行为 。基于峰电流的测定，循环伏安法也可应用于定量分析，需要适当的 *** 确定基线 。扣除背景的循环伏安可用于测定较低浓度的物质 。

计时电流法

1 定义：计时电流法（chronoamperometry ）是在静止的电极上和未搅拌的溶液中，在工作电极上施加一个电位跃，从一个无法拉第反应发生的电位跃至电活性组分的表面浓度有效地趋于零的电位, 记录电流随时间的变化 。由于在此条件下，传质过程只有扩散，电流-时间曲线反映了在靠近电极表面附近浓度梯度的变化 。随着时间的推进，与反应物的消耗相应的扩散层逐渐扩展，浓度梯度减小，于是，电流随时间衰减，并由Cottrell 方程描述 。

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