环境电化学原理与技术--电解池与电极

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1、环境电化学原理与技术课程代码：B3J30462B2017年秋季张劲环境科学与工程系1电化学原理2参考文献（References）ElectrochemicalJournalsAnalyticalChemistry(1947-),ACSPublications.Bioelectrochemistry(1974-),Elsevier.Electroanalysis(1989-),Wiley.ElectrochemicalandSolidStateLetters(1998-),TheElectrochemicalSociety.ElectrochemistryCommunications(1999

2、-),Elsevier.ElectrochimicaActa(1959-),Elsevier.JournaloftheAmericanChemicalSociety(1879-).ACSPublications.JournaloftheAppliedElectochemistry(1971-),KluwerAcademicPublishers.JournaloftheElectroanalyticalChemistryandInterfacialChemistry(1959-1992),JournaloftheElectroanalyticalChemistry(1992-),Elsevie

3、r.JournaloftheElectrochemicalSociety(1902-),TheElectrochemicalSociety.JournalofPhysicalChemistry(1896-1996,aster1997JournalofPhysicalChemistryB),ACSPublications.JournalofSolidStateChemistry(1997-),Springer-Verlag.Langmuir(1985-),ACSPublications.SolidStateIonics(1980-),Elsevier.3Books4第二章电极过程2.1电化学的

4、研究对象电解池回路原电池回路第一类导体：载流子为自由电子；第二类导体：载流子是正、负离子。电化学体系是指在回路中一种电荷转移时不可避免的伴随着物质变化体系。电极反应是两类导体界面上发生的氧化还原反应。5电化学反应是指在电化学体系中发生的伴随着电荷转移的化学反应。电化学科学是研究电子导体相（金属、半导体）和离子导电相（溶液、熔盐和固体电解质）之间的界面上所发生的各种界面效应，即伴有电现象发生的化学反应的科学。电化学研究的对象：第一类导体。属于物理学范畴，电化学只引用结论。第二类导体。电解质溶液理论，经典电化学的重要研究领域。两类导体界面性质和效应——现代电化学的主要研究内容。•界面电化学•电子

5、导体相和离子导电相•分析电化学•分子电化学•电化学能量转换•腐蚀、电沉积和表面处理•工业电化学和电化学工程•生物电化学62.1.1电解质溶液•溶液的电导、电导率和当量电导•离子的迁移数和电迁移率（离子淌度）•电解质溶液的活度和活度系数•离子活度和电解质活度•离子强度定律见《物理化学》电化学章72.1.2电化学池和电化学反应电极电解质电荷转移(electrode)(electrolyte)(chargetransfer)电极：电解质：•固体金属（Pt，Au)•包含H+，Na+和Cl-等离•液体金属（Hg，汞齐）子的水溶液或非水溶液•碳材料（石墨）•熔融盐•半导体（Si，铟锡氧化物）•离子聚合物

6、•固体电解质8电极反应还原电流氧化电流9单一界面电化学池：一般包含两个电极和至少一种电解质10原电池：反应自发发生电解池：反应强制发生正极（阴极）：发生还原反应阴极：发生还原反应负极（阳极）：发生氧化反应阳极：发生氧化反应11电化学池表述Zn/Zn2+,Сl-/AgCl/AgPt/H/H+,Сl-/AgCl/Ag212电化学池分类：两电极体系和三电极体系两电极体系三电极体系13两电极体系主要包括工作电极和参比电极参比电极工作电极（滴汞电极）14三电极体系主要包括工作电极、对电极和参比电极15在三电极体系中，电流在工作电极和对电极（辅助电极，counterelectrode)之间流动。对电极可

7、以是任何一种电极，因为它的化学性质并不影响工作电极的行为。通常选择电解时不产生可到达工作电极表面并影响界面反应物种的电极作为对电极(比如Pt，或者石墨）。工作电极的电势由一个分开的参比电极来控制，参比电极的尖端放置在工作电极附近。测量工作电极和参比电极之间电势差的装置输入阻抗很高，这样通过参比电极的电流就可以忽略不计。162.1.3工作电极与参比电极工作电极：电化学池中研究的电极参比电极：电势在一定条件下保持