电化学原理及应用习题答案

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1、作业：R-ne→Ot*1/2c(0,t)=c*(1−()1/2)1/2cRnfA(πDR)RRτ=τ2iDR1/2t1/2*1t1/2*c(0,t)=()()c=()c1/2oRRξ=(D/D)oRDτξτo1/2ΘRTco(t)ΘRT1RTtϕ(t)=ϕ+ln=ϕ+ln+ln1/21/2nFc(t)nFξnFτ−tR1/21/4RTt=ϕ+ln1/21/2nFτ−ti=-100mAR-ne→OC*=1mMoD=D=10-5cm2/sORA=1cm2n=1

2、E1/4-E3/4

3、=0.48mV解：将金属离子的电极

4、反应视作完全可逆过程。独立组分中，由式*1/2cnFA(πD)1/21/2*1/20onFA(πD)=2iτ/cτ=o02i可得，1/21/2*φ=nFA(πD)=2iτ/cPb2+pbo01/21/2=2×273×25.9/1mM(mA.s/mM)1/21/2*Cd2+φCd=nFA(πDo)=2iτ/c01/21/2=2×136×42/0.69mM(mA.s/mM)因ϕθ(Pb2+/Pb)>ϕθ(Cd2+/Cd)，所以判定Pb2+发生还原，对于混合溶液τ1=7.08s属于单一Pb2+ÆPb反应τ2=7.0s

5、属于Pb2+ÆPb和Cd2+ÆCd反应共同参与，前者表现极限电流1/2Pb2+：nFAπD=2iτ/C*=2×273×25.9/1mM=2×56.5×7.08/C(Pb2+)C(Pb2+)=0.101mM对于Cd2+，先求Pb2+还原极限电流，Di(Pb)=nFAC(Pb2+)LπtnFADπ2×273×25.9/1mM===23.3mAπτ+τ3.1414.812所以14.08s时，电极上Cd2+的还原电流是56.5-23.3-33.3mA1/2由nFAπD=2iτ/C*=2×136×42/0.69mM=2×

6、33.3×7/C(Cd2+)C(Cd2+)=0.069mM电势由零降低为φ时，活化能的变化，图示说明。anF

7、Φ

8、(1-a)nF

9、Φ

10、ΔGcΔGc,0nF

11、Φ

12、ΔGΔGaa,oΦ<0ΔG=ΔG-nF

13、Φ

14、+(1-a)nF

15、Φ

16、=ΔG-anF

17、Φ

18、=ΔG+anFΦcc,0c,0c,0ΔG=ΔG+(1-a)nF

19、Φ

20、=ΔG-(1-a)nFΦaa,0a,0作业：25℃下，在一个搅拌溶液中，有0.01M的R和0.01M的R-，在面积为0.1cm2的电极上还原R为R-所得下列数据，η（mV)i(μA)-10045.9-1

21、2062.6-150100-50096.5-60096.51.描出ln(i)-η的Tafel曲线；2.求体系的i,k0,α,R0ct。B1096.63316403.42879Aμ148.41316i/扩散控制YAxisTitle54.59815-200-400-600XAxisTitleη/mV[2013-11-313:43"/Graph1"(2456599)]LinearRegressionforData1_B:-9.0Y=A+B*X-9.5ParameterValueError---------------

22、----------------------------------------------10.0(A)A-11.547230.00337i-10.5B-15.577210.02693lnBYAxisTitle###-------------------------------------------------------------11.0-11.5RSDNP-------------------------------------------------------------12.0-19.5862E

23、-430.00110.0-0.1-0.2-------------------------------------------------------XAxisTitleη/V根据ln

24、i

25、=ln

26、i

27、−anFη/RT0由Tafel曲线拟合结果得截距=ln(i)=-11.550i=9.6μA0斜率=-aF/(RT)=-15.6a=15.6/39.9=0.39=0.4另，R=RT/Fi=0.0256/9.6MΩ=2667Ωct0k=i0/(FAC(1-a)C(a))0oR=9.6μA/(96500x0.1cm2x

28、0.01÷1000mol.cm3)=9.95x10-5cm/s=1x10-4cm/s=10-6m/s[2013-11-314:53"/Graph1"(2456599)]LinearRegressionforData1_C:Y=A+B*XCParameterValueErrorLinearFitofData1_C--------------------------------------