文档介绍：电化学与电分析化学
中国科学院长春应用化学研究所
一、名词解释(10分)
1 电极上法拉第和非法拉第过程:在一些反应中,电荷(电子)在金属-溶液界面上转移,电子转移引起氧化或还原反应的发生,由于这些反应遵守法拉第定律,所以称为法拉第过程;在某些条件下,对于一个给定的电极-溶液界面,在一定的电势范围内,由于热力学或动力学方面的不利因素,没有电荷-转移反应发生,然而,象吸附和脱附这样的过程可以发生,电极-溶液界面的结构可以随电势或溶液组成的变化而改变。这些过程成为非法拉第过程。
2形式电势(formal potential):半电池单位浓度的氧化还原电对共存平衡时的电势。氧态和还原态可以以多种化学形式存在。形式电势总是包含活度系数的贡献,也常反应如配位、酸碱平衡等化学效应。因此,化学电势会因介质的变化而有规律的变化,相应的取样电流伏安波形的半波电势也会偏移,这种现象为获得有用的化学信息提供有效的途径
3 双电层;当电极插入溶液中后,在电极和溶液之间便有一个界面。如果导体电荷带正电荷,会对溶液中的负离子产生吸引作用,同时对正离子也有一定的排斥作用。结果在电极附近就会聚集很多负离子,叫做吸附层,在吸附层外一微小区域,由于静电引力的存在,也有电荷过剩现象存在,称为扩散层,这种结构就叫做双电层 4 原电池(galvanic cell)和电解池(electrolytic cell) :化学电池能自发的将本身的化学能转化为电能的装置,
称为原电池。如果实现电化学反应所需要的能量是由外部电源供给的,则为电解池。
5准参比电极(quasireference electrode, QRE): 对于非水溶剂,选择一个对测试溶液的参比电极很困难,这时就采用准参比电极,它通常是一根银丝或铂丝,若在实验中本体溶液的组成基本上保持不变,尽管此金属丝电势未知,但在一系列测量中并不发生变化。但在报告相对于QRE的电势以前,需要一个真正的参比电极对准参比电极
的实际电势进行校正。
二、判断题(对或错)(20分)
1. 一个电化学平衡体系的交换电流为零。(√)
2. 物质传质的模式有如下三种:迁移、扩散和对流。(√)
3. 浓度不同但电解质相同的两种溶液之间不存在液接界电势。(×)
4. 外壳(outer-sphere)电极反应中,反应物和产物与电极表面之间有很强
的相互作用。(√)
5. 一个电极过程仅仅涉及快速异相电荷转移动力学和迁移,以及可逆的
均相反应,那么:(a)均相反应处于平衡态;(b)与法拉第过程相关物种的表面浓度与电极电势关系符合Nernst方程。(√)
6. 电化学测量中可以采用微电极或超微电极方法来减小溶液电阻的影
响(×)
7. 循环伏安法一般用于定性和半定量分析。(√)
8. 电势扫描、电势阶跃或电流阶跃,经常可使电极处于远离平衡的状态,
并且通常是观察暂态信号的响应。(√)
9. 可逆体系线扫伏安曲线上任一点的电流正比于反应物浓度和电势扫
描速度。(×)
10. 只有电极表面存在吸附的O和R并且具有电活性情况下,能斯特反应
O+ n e?R循环伏安法曲线的氧化还原峰电流相等,峰电势差为0,峰电流与电势扫描速度平方根成正比。(×)
三、简述题(20分)
1. 线