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一,双电层构造
电化学体系,研究的是电荷在化学相界面之间迁移的过程和原因。 这个化学相界面就是由电子导体(电极)和离子导体(电解质溶液)所构成。
The Helmholtz Model
试验得到的成果:双电层电容Cd随电位而变,亦随电解质溶液浓度而变,它不是常数。只有在浓电解质溶液中,尤其是在电位差较大的状况下,按照这一模型计算得到的电容值与试验得到的成果才会比较相符。
双电层电容
双电层厚度
介电常数
紧密排列
The Gouy-Chapman Model
该模型认为电极附近溶液中离子应按照势能场中粒子分派规律分布在邻近界面的液层中,即符合Boltzmann分布
分散排列
除了电极和离子之间存在静电引力之外,离子还受到分子热运动的作用
Poisson equation
Boltzmann equation
j1--- x=0处的电位
x
0
扩散层模型可以解释的:
a,电容随电解质溶液浓度变化
b,电容随电极电位变化
c,稀溶液中电容有一最小值
不能解释的:
a,
b,电容曲线上的平台区
Stern’s Model
--整个双电层的电位差。
--分散层电位,距离电极表面一种水化离子半径处的平均电位。
--紧密层电位。
电化学反应一般可用下式表达
它是发生在电极-电解质溶液界面上的异相氧化还原反应,这种氧化还原反应是通过电极和电解液界面上的电荷传递来实现的
二,电化学反应理论
外加负电势时,电子能量升高,
外加正电势时,电子能量减少。
还原电流
氧化电流
正逆向反应速度可分别表达为:
上式中cOx(0,t)和cRd(0,t)分别为氧化剂和还原剂在电极表面处的浓度
总的电化学反应为阴极电流和阳极电流之差,即
电极/溶液界面面积
电极表面处的浓度