文档介绍：2015-2016学年电化学论文
姓名：
学号：20130011
班级： 化学基地班
对于一个基元反应O + ne-Û R，为什么内电流（ia, ic）与外加电位之间总存在一个与Tafel经验方程类似的关系式，而外 2015-2016学年电化学论文
姓名：
学号：20130011
班级： 化学基地班
对于一个基元反应O + ne-Û R，为什么内电流（ia, ic）与外加电位之间总存在一个与Tafel经验方程类似的关系式，而外电流（Ia, Ic）与电位之间可以存在线性极化区或者强极化区？
塔菲尔公式是塔菲尔于1905年提出的经验公式，其数学表达式为:η=a+blgI式中过电位和电流密度i均取绝对值(即正值)，a和b为两个常数，a表示电流密度为单位数值(1A/cm2)时的过电位值，它的大小和电极材料的性质、电极表面状态、溶液组成及温度等因素有关，根据a值的大小，可以比较不同电极体系中进行电子转移步骤的难易程度。B值是一个主要与温度有关的常数，对大多数金属而言，。塔菲尔公式和稳态电化学极化方程相比，可以看出a和b所包含的物理意义如下，即：
阴极极化时
阳极极化时
从中还可得出:
理论公式明确地指出了，电极反应以一定速度进行时，电化学过电位的大小取决电极反应性质(通过i。、α、β体现)和反应的温度T。电化学催化角度来看，a值越大，电解时槽电压越高，耗电量越大；b值越大，过电位越大，电耗越大；通过交换电流密度的大小，有助于我们判断电极反应的可逆性或是否容易被极化。交换电流密度i值越大，反应易于进行的电极反应，其可逆性也大，表示电极体系不容易被极化。反之，交换电流密度小的电极反应则表现出较小的可逆性，电极容易极化。
基元反应的强极化过程：当一定大小的电流流过电极时，电极电位偏离其平衡电极电位。当达到稳态时，即电极过程各个步骤的进行速度不再随时间而改变，电极电位与外电流密度（I）都处于稳定状态。
如果通电时，电极上只发生单一的电极反应，O+ne-=R 。此时有：阳极外电流 Ia =ia-ic，或者阴极外电流 Ic=ic-ia。
当为阳极外电流Ia时，此时有净的阳极极化电流流过电极表面，发生阳极极化。假设此时电位为φ，有φ=φ平>0（以φ平为电位零点）。
两式中：ηa=φ-φ平，ηc =φ平-φ
由于：ηa=φ-φ平=-ηc
电化学控制下阳极极化时的稳态极化曲线方程为：
巴特勒—沃尔摩（Butler-Volmer）方程为
或其对数形式：
巴特勒—沃尔摩（Butler-Volmer）方程的简化：
强极化（|I|>>i0）时的近似公式
阳极极化时：
阴极极化时：
由此可得：塔菲尔经验公式适用于基元反应的强极化过程。
在什么条件下，Bulter-Volmer方程可以转化为Nernst公式的形式。
当电极发生不可逆电极反应时，电极电位就会偏离原平衡电极电位，称为
电极的极化。
电极极化分为浓差极化和电化学极化。浓差极化是离子传质过程的迟缓性
造成的，可以用能斯特方程来解释其本质。电化学极化是由于电化学步骤的速度
缓慢而引起电极电位偏离，其过电位与电流的关系通过电化学极化控制下的稳态
极化曲线方