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1、电化学入门水的电解电解池：从外部通过电极给体系电能而使其进行反应的叫做电解池。电池：通过电极从体系中得到电能的叫做电池。电化学反应：通过电极与溶液中的化学物质进行的反应。不同于一般的化学反应是在化学物质之间进行的。实验装置和电流-电压曲线实验装置图实验结果氢气和氧气的产生接电源正极的电极的反应H2O→1/2O2+2H++2e-接电源负极的电极的反应2H++2e-→H2总的反应H2O→1/2O2+H2电极的名称从溶液流进电子的电极叫做阳极。流出电子的电极叫做阴极。称呼阳极阴极电子移动状况反应氧化反应还原反应别称-电解体系阳极
2、阴极别称-电池体系负极正极二次电池充电时，负极发生还原反应，正极发生氧化反应电极溶液Red还原体Ox氧化体e-电极溶液Red还原体Ox氧化体e-法拉第定律1834年由Farady发现的这一定律具有如下两个要点：（1）因电极反应而生成的或溶解的物质的量与流过的电量和该物质的化学当量成正比。（2）生成或者溶解一克当量的物质需要一法（拉）(F)的电量。1F等于96485Cmol-1,F叫做法拉第常数。三电极体系VA电解质溶液(electrolyte)工作电极(workingelectrode)研究电极(testelectrode
3、)指示电极(indicatingelectrode)对极(counterelectrode)辅助电极(auxiliaryelectrode)参比电极(referenceelectrode)标准氢电极(NHE)饱和甘汞电极(SCE)银-氯化银电极(Ag/AgCl)能斯特方程式Ox+ne-RedE0叫做标准氧化还原电位(standardredoxpotential)E叫做氧化还原电位(redoxpotential)n表示每单位反应物质所交换的电子数。电化学测定装置测定仪器电解池大小形状隔膜辅助电极大小参比电极种类稳定性使用方
4、便水溶液或非水溶液中用研究电极种类电位窗口前处理制作形状电解液水或非水溶剂支持电解质除去溶存氧气精制恒电位仪电位扫描记录仪电化学测定方法的特征在电化学测定中，一般的情况下，电流与电位之间的欧姆定律不成立。电极的电特性难以用单纯的电阻或者阻抗来说明。在回路中电流不为0的测定法中，伴随着化学反应（电化学反应）的发生。尽管测定条件（如电位）保持一定，但测量数据（如电流）仍随着时间而变化，难以一直保持稳定状态。电极反应与电极测定前的状态紧密相关，为了保持较好的重现性，一定要记明各种实验条件。电化学测定方法的优点测定简单——可以将一
5、般难以测定的化学量直接变换成容易测定的电参数加以测定。测定灵敏度高——因为电化学反应是按法拉第定律进行的，所以，即使是微量的物质变化也可以通过容易测定到的电流或电量来进行测定。即时性——利用上述高精度的特点，可以把微反应量同时检出，并进行定量。研究电极根据研究电极的功能可以按以下进行分类：（1）以研讨研究电极本身的电化学特性为目的的研究电极，如电池用的锌负极，或者是光照后具有活性的半导体电极等。（2）以研究溶解于溶液中的化学物质，或者是从外部导入的某气体的电化学特性为目的的研究电极，即提供电化学反应场所的电极。研究电极的电
6、位窗口H2O→1/2O2+2H++2e-2H++2e-→H2根据能斯特方程式可写为：E=-0.059pHE=1.23-0.059pH水的稳定区，或者叫做水的热力学电位窗口。产生氢气的实际电位偏离热力学理论值的现象叫做氢过电位。氢过电位的重要参数是交换电流密度(i0)。一系列金属的氢过电位，从小到大可以列成以下序列：Pt,Pd,Ru,Rh,Au,Fe,Co,Ag,Ni,Cu,Cd,Sn,Pb,Zn,Hg决定氧化反应区域中氧的产生电位也因金属不同而不同。发生氧的最小过电位称氧过电位。从小到大略具有以下的倾向：Ni,Fe,Pb,
7、Ag,Cd,Pt,Au水溶液和非水溶液中的电位窗口辅助电极及其作用辅助电极的作用相对比较简单。它和设定在某一电位下的研究电极组成一个串联回路，使得研究电极上电流畅通。研究电极的反响电流应能流畅地通过辅助电极，因此一般要求辅助电极本身电阻小，并且不容易发生极化。选用本身不参与反应的材料作辅助电极是很重要的；而且经常考虑电解池里电极的放置问题。在一般情况下，使用铂或者碳电极作辅助电极。不用恒电位仪的一般电解反应实验中，希望辅助电极的面积要比研究电极的面积大100倍以上，使得外部所加的极化主要作用于研究电极上。理想的参比电极的性
8、质电极表面的电极反应必须是可逆的，电解液中的某化学物质必须服从能斯特平衡电位方程式。电极电位随时间的漂移小。流过微小的电流时，电极电位能迅速恢复原状，不产生滞后现象。像Ag/AgCl那样的电极，要求固相不溶于电解液。当温度发生变化时，一定的温度能相应有一定的电位。常用的参比电极金属相或者溶解的化合物分别
