电化学中有哪些动力学过程

① 电化学反应的基本动力学参数有哪些说明它们的物理意义

电极电势：某电极相对于标准氢电极的电势，又称电化学势。
电动势：某原电池的正极和负极的电极电势之差，其本质是原电池将电极反应产生的化学能转化为电能的能力；

（电池反应）摩尔熵变：反应进度为1摩尔的电池反应的熵变；
（电池反应）摩尔吉布斯自由能变：反应进度为1摩尔的电池反应的吉布斯自由能变；
（电池反应）摩尔焓变：反应进度为1摩尔的电池反应的焓变；
（电池反应）的非体积功（即电功）：数值上等于电池反应的吉布斯自由能变；
考试，尤其是物理化学考研时最后一道题就考这几个概念的计算题，课本熟悉，题目做够，没什么大问题。

② 电化学中的扩散电流与动力学电流是什么关系

电化学中的扩散电流与动力学电流，两者没有直接的关系。
扩散电流就是离子由本体溶液扩散到电极上进行电极反应而产生的电流。如果除扩散运动以外没有其他运动可使离子到达电极表面，那么电解电流就完全受电极表面上该离子的扩散速度所控制。在一定的电压下，受扩散控制的电解电流。
动力学电流是从外部电路里的电流，也算是法拉第电流，即保持在电极表面给双电层充电形成的电流。作为极谱分析法中残余电流的一种，法拉第电流是由于溶液中的痕量杂质，如痕量氧、铜和其他杂质滴汞电极上还原所产生的。

③ 循环伏安曲线分析都能了解哪些性能，从图中直接能分析的有什么

循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。但该法很少用于定量分析。

循环伏安法合成pan时，氧化还原峰电流电压增加是必然的，因为聚苯胺是一种导电能力较强的聚合物，刚开始第一个循环是有较少的聚苯胺生成，有两个态，完全态的pan及中间氧化态pan，有三个峰，随着圈数的增加pan含量增加。

原理

如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，电活性物质在电极上还原，产生还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，还原产物又会重新在电极上氧化，产生氧化波。因此一次三角波扫描，完成一个还原和氧化过程的循环，故该法称为循环伏安法，其电流 —电压曲线称为循环伏安图。

以上内容参考：网络-循环伏安图

④ 电化学分析法在实际生产中的应用有哪些

电分析化学是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学，它是电化学和分析化学学科的重要组成部分，与其它学科，如物理学、电子学、计算机科学、材料科学以及生物学等有着密切的关系。
电分析化学已经建立了比较完整的理论体系。电分析化学既是现代分析化学的一个重要分支，又是一门表面科学，在研究表面现象和相界面过程中发挥着越来越重要的作用。

1.电分析化学方法是一种公认的快速、灵敏、准确的微量和痕量分析方法。溶出伏安法测定重金属离子的浓度可以低至10-12mol/L，结合催化法，测定灵敏度可以达到10-14mol/L，如果结合生物酶的专一催化反应，检出限可以达到10-16mol/L，电分析仪器简单，价格低廉，特别是在有机、生物和药物、环境分析中与越来越显示出很大的潜力和优越性。另外。在一些苛刻的环境条件下，如流动的河流、非水化学流动过程、熔岩及核反应堆芯的流体中，电化学方法也是非常有用的。

2.电极过程动力学和电极反应机理的研究，是电分析化学的另外一个重要方面。 电极过程中常常包含有在溶液中或在电极表面上进行的化学步骤、新相的生成和表面扩散步骤等。电极过程动力学的研究在冶金、电镀、有机物与无机物的电合成、化学电源、化学传感器以及金属材料的腐蚀防护等方面都具有重要意义。

3.物质在电极上的氧化还原反应机理是十分复杂的，但它的研究结果对许多学科都具有借鉴意义，特别是在生物化学和药物学研究领域。例如，药物在人体内的代谢过程就是一个生物氧化还原过程，与药物在电极上的氧化还原反应具有某些相似性。从电极反应的机理，可以了解这些药物的生物氧化还原过程。亦可研究热、光、氧、酒、酸、碱等对生物过程的影响，研究联合作用、协同效应和拒抗作用，研究人体中常见物质的影响等，为药物的临床应用和药理药效的研究提供理论依据。

⑤ 什么是电化学热力学和动力学

电化学热力学和动力学是都电极过程动力学的一部分。

⑥ 电化学的研究是什么

在Libby的理论中，提出了新生成的产物因为中心离子与所处的 微环境不协调而处在高能态的新观点，但没有提出转移至高能 态所需能量的来源，因此这一理论存在能量不守恒的缺点。等能级电子迁移原则和均相氧化还原反应的活化能同时满足Frank-Condon原理和能量守恒定律，氧化还原反应 中电子只能在等能级间进行，而在电子转移之前反应体系的 结构必须作某种改组以使涉及的电子能级相等。反应体系的结构由最概然的状态转化到能满足电子等能级迁 移的过程即反应的活化过程，这一过程所需要的能即活化能。 此处所称结构改组系指得失电子的中心离子所处的微环境的 改组。由于反应体系的这种结构改组涉及许多个原子，需要采用多维坐标空间来描述体系的能量变化。Marcus采用统计力学，推导出一维的统一反应坐标q (global Reaction coordinate)，用来取代多维反应坐标，再经近似处理 得到可用二维空间表示的体系的自由能与反应坐标的关系曲 线。

⑦ 金属电化学腐蚀的动力学作用机理的实质是什么

不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。 我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。 金属材料与电解质溶液接触 ， 通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。 在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显着差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。
[编辑本段]相关原理
金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气电化学腐蚀中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。

⑧ 简述电极过程的三个阶段并解释何为电极过程的电化学动力学和扩散动力学

简述电极过程的三个阶段并解释何为电极过程的电化学动力学和扩散动力学
1.金属电沉积的基本历程
金属电沉积的阴极过程，一般由以下几个单元步骤串联组成：
液相传质：溶液中的反应粒子，如金属水化离子向电极表面迁移。
前置转化：迁移到电极表面附近的反应粒子发生化学转化反应，如金属水化离子水化程度降低和重排;金属络离子配位数降低等。
电荷传递：反应粒子得电子，还原为吸附态金属原子。
电结晶：新生的吸附态金属原子沿电极表面扩散到适当位置(生长点)进入金属晶格生长，或与其他新生原子集聚而形成晶核并长大，从而形成晶体。
上述各个单元步骤中反应阻力最大、速度最慢的步骤则成为电沉积过程的速度控制步骤。不同的工艺，因电沉积条件不同，其速度控制步骤也不相同。
2.金属电沉积过程的特点
电沉积过程实质上包括两个方面，即金属离子的阴极还原(析出金属原子)过程和新生态金属原子在电极表面的结晶过程〔电结晶前者符合一般水溶液中阴极还原过程的基本 规律，但由于在电沉积过程中，电极表面不断生成新的晶体，表面状态不断变化，使得金 属阴极还原过程的动力学规律复杂化;后者则遵循结晶过程的动力学基本规律，但以金属原子的析出为前提，同时又受到阴极界面电场的作用。因二者相互依存、相互影响，造成 了金属电沉积过程的复杂性和不同于其他电极过程的一些特点。
与所有的电极过程一样，阴极过电位是电沉积过程进行的动力。然而，在电沉积过程中，金属的析出不仅需要一定的阴极过电位，即只有阴极极化达到金属析出电位时才 能发生金属离子的还原反应;而且在电结晶过程中，在一定的阴极极化下，只有达到一定的临界尺寸的晶核，电结晶过程才能稳定存在。凡是达不到临界尺寸的晶核会重新溶解。 而阴极过电位越大，晶核生成功越小，形成晶核的临界尺寸才能减小，这样生成的晶核既小又多，结晶才能细致。所以，阴极过电位对金属析出和金属电结晶都有重要影响，并最 终影响到电沉积层的质量。
双电层的结构，特别是粒子在紧密层中的吸附对电沉积过程有明显影响。反应粒子和非反应粒子的吸附，即使是微量的吸附，都将在很大程度上既影响金属的阴极析出速度和位置，又影响随后的金属结晶方式和致密性，因此是影响镀层结构和性能的重要因素。
沉积层的结构、性能与电结晶过程中新晶粒的生长方式和过程密切相关，同时与电极表面(基体金属表面)的结晶状态密切相关。例如，不同的金属晶面上，电沉积的电化学动力学参数可能不同。

⑨ 电化学反应的基本动力学参数有哪些

传递系数、交换电流密度和电极反应速度常数通常被认为是 基本的动力学参数。
传递系数α 和β 的物理意义是电极电位对还原反应活化能和氧化 反应活化能影响的程度。
交换电流密度表示平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度， 也可以说是平衡状态下， 氧化态粒子和还原态粒子在电极∕溶液界面 的交换速度。
电极反应速度常数是交换电流密度的一个特例，是指定条件—— 电极电位为标准电极电位和反应粒子浓度为单位浓度——下的交换 电流密度。