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无极式电导电极反应速率与电极电位关系密切
点击次数:192 发布时间:2017-08-28
单位电极面积在单位时间内的电极反应产物量。无极式电导电极反应如电解反应,产物量的单位为mol/(m2•s)。
按法拉第电解定律,电解产物量与通过电极的电量成正比。单位时间通过的电量为电流,而单位面积上的电流为电流密度。根据这些关系可知,电极反应速率可以用电流密度来表述。电流密度愈大,电极反应速率愈快;另一方面,电极极化(超电位)也愈大。
无极式电导电极反应速率与电极电位关系密切。一个电极处于平衡电位时(电极上没有净电流流过),其阳极向反应(氧化反应)和阴极向反应(还原反应)的速度相等,阳极向反应电流密度和阴极向反应电流密度相同,称之为交换电流密度(也简称交换电流)。对于一个给定的电极(材质、表面状态一定),在溶液的浓度和温度不变的情况下,交换电流密度是一个常数,它表征平衡电位下电极反应的能力。具有较大交换电流密度的电极,其阳极向反应和阴极向反应的速度都较大,反之都较小。
无极式电导电极处于极化状态下时,阳极向反应电流密度(反应速度)与阴极向反应电流密度不同,亦即这两个相反方向的电极反应的极化电流密度不同,于是电极上有可测量的净电流(又称外电流)流过,其值等于阳极向和阴极向反应电流密度之差,电极反应乃表现出单向地(阳极向或阴极向)进行。在这种情况下,不管是哪个单向反应,凡交换电流密度很大的电极,都可在电极较小的极化电位(超电压)下获得较大的净电流密度即较大的单向电极反应速率。相反,如果交换电流密度很小,则只有电极在相当大的极化电位(超电压)下才能获得较大的净电流密度即较大的电极反应速率。
利用无极式电导电极极化电位或超电压与电流密度的关系来描述电极反应的动力学规律,是电极过程动力学的中心内容。 
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