文档介绍：第四章电化学腐蚀的速度 腐蚀动力学问题
单一电极反应的速度
电极反应的速度控制步骤
活化极化
浓度极化
阴极极化曲线
过电位和电极反应速度
均相腐蚀电极的极化
腐蚀电位和腐蚀电流密度
腐蚀电极的极化
活化极化腐蚀体系
受活化极化控制、包括浓度极化的腐蚀体系
差数效应与阴极保护效应
复相电极和腐蚀电池
电位和电流的关系
电偶腐蚀电池
氧浓差电池
腐蚀微电池
◆过电位和电极反应速度
■电极反应速度
设电极表面上只有一个电极反应
R = O + ne
电极反应速度和流过电极的电流密度之间的关系为:
i = nFv (Faraday定律)
单一电极反应的速度
平衡状态
电极反应的电位: 平衡电位 Ee(热力学宏观参数)。
氧化方向和还原方向的反应速度相等,其大小称为交换电流密度,i 0 (动力学微观参数)。
极化状态
极化电流—对电极系统通入的外电流。
电极反应的平衡状态被打破,电位偏离平衡电位Ee达到极化电位E。
过电位—描述电位偏离Ee的程度,
即极化的程度。
动力学基本方程式
表示过电位(或极化电位E)和电极反应速度i之间的关系式
= f (i)
或 E = Ee + f (i)
称为电极反应的动力学基本方程式,
其图形表示即其极化曲线,也叫做过电位曲线。
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电极反应的速度控制步骤
电极反应的步骤
一个电极反应至少需包括如下连续步骤:
(1) 液相传质:溶液中的反应物向电极界面迁移。
(2) 电子转移(放电):反应物在电极界面上发生
电化学反应,放出电子或得到电子,转变为产物。
(3) 液相传质或新相生成:产物如果是离子,向溶
液内部迁移;如果是固体或气体,有新相生成。
速度控制步骤
在稳态条件下,各步骤(串联)的速度应相等,其中阻力最大的步骤决定了整个电极反应的速度,称为速度控制步骤,简记为RDS。
活化极化和浓度极化
电子转移步骤的阻力所造成的极化叫做活化极化,或电化学极化;液相传质步骤的阻力所造成的极化叫做浓度极化,或浓差极化。
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活化极化
设电极反应的阻力主要来自电子转移步骤,液相传质容易进行,这种电极反应称为受活化极化控制的电极反应。
电位变化对电极反应活化能的影响
R = O + ne (电极反应)
是在电极界面上进行的,因为电极反应中带电粒子要穿越界面双电层,故反应活化能中应包括克服电场力所做的功。