電化學動力學,是一門物理學科,主要研究對象是電極反應動力學。電極反應是一種非均相化學反應,所以電極反應動力學的方法與非均相化學反應動力學很類似。

學科由來

由于電化學的反應必須在電極的金屬|電解質界面上才能進行。它的反應歷程必須包括金屬|電解質界面上的遷越步驟(見遷越超電勢)和擴散步驟(見擴散超電勢)。

遷越步驟是電極反應區(qū)別于其他非均相化學反應的標志,是電極反應的基本步驟。為使遷越步驟能持續(xù)進行,反應物必須從電解質本體擴散到電極界面;生成物也必須擴散離去,這是與非均相化學反應類似的。

此外,在液相電解質中也可能在遷越步驟的前后發(fā)生前置反應和后續(xù)反應等化學反應步驟。在電極金屬表面也可能發(fā)生固相的形成和溶解步驟。如果形成的物相是金屬,這就是電(沉)積過程(見電鍍);如果是絕緣體或半導體,則電極金屬可能被鈍化(見金屬鈍化)或產生光電效應(見光電化學和半導體電化學)。特別要提出的是在電極界面上經常發(fā)生的吸附現(xiàn)象,它能改變電極界面結構并對電極過程產生明顯的干擾。它可以促進化學反應(見電催化),也可以阻滯電極反應,如金屬腐蝕中緩蝕劑的作用。

以上各步驟所需的超電勢可以分別稱為遷越超電勢CT[kg1]擴散超電勢反應超電勢(和 合稱為濃差極化)等等。電極反應總的超電勢應是各串聯(lián)步驟超電勢之和,其中“速控步驟”的超電勢是主導的。但在實際測量過程中,電極電勢(位)是相對于某一參比電極進行測量的,在參比電極的魯金毛細管口到工作電極的金屬表面這一段距離間,通電時存在歐姆電勢[no](即電位降,停電時消失),這就是電阻極化。電阻極化是因電解液的電阻(與電池的設計有關)和可能存在的金屬表面被膜的電阻引起的,它與電極反應無關,故計算總超電勢時應予扣除,或在測量時進行校正。

研究內容

電化學動力學

,英文名稱:

electrochemical kinetics。

電極反應往往是相當復雜的過程電極反應動力學的任務就是根據(jù)實驗事實,包括利用各種穩(wěn)態(tài)技術和暫態(tài)技術的電化學研究方法獲得的各類極化曲線(見極化和超電勢)和電化學參數(shù),以及利用各種非電化學方法所得信息,推斷反應歷程和“速率控制步驟”(簡稱速控步驟),得出動力學方程,并與根據(jù)動力學理論得到的各個基元步驟的動力學特征進行對比,從而推論出合理的電極反應機理,以便最終為生產實際提供控制電化學過程的依據(jù)。