電化學(xué)動(dòng)力學(xué),是一門(mén)物理學(xué)科,主要研究對象是電極反應動(dòng)力學(xué)。電極反應是一種非均相化學(xué)反應,所以電極反應動(dòng)力學(xué)的方法與非均相化學(xué)反應動(dòng)力學(xué)很類(lèi)似。

學(xué)科由來(lái)

由于電化學(xué)的反應必須在電極的金屬|(zhì)電解質(zhì)界面上才能進(jìn)行。它的反應歷程必須包括金屬|(zhì)電解質(zhì)界面上的遷越步驟(見(jiàn)遷越超電勢)和擴散步驟(見(jiàn)擴散超電勢)。

遷越步驟是電極反應區別于其他非均相化學(xué)反應的標志,是電極反應的基本步驟。為使遷越步驟能持續進(jìn)行,反應物必須從電解質(zhì)本體擴散到電極界面;生成物也必須擴散離去,這是與非均相化學(xué)反應類(lèi)似的。

此外,在液相電解質(zhì)中也可能在遷越步驟的前后發(fā)生前置反應和后續反應等化學(xué)反應步驟。在電極金屬表面也可能發(fā)生固相的形成和溶解步驟。如果形成的物相是金屬,這就是電(沉)積過(guò)程(見(jiàn)電鍍);如果是絕緣體或半導體,則電極金屬可能被鈍化(見(jiàn)金屬鈍化)或產(chǎn)生光電效應(見(jiàn)光電化學(xué)和半導體電化學(xué))。特別要提出的是在電極界面上經(jīng)常發(fā)生的吸附現象,它能改變電極界面結構并對電極過(guò)程產(chǎn)生明顯的干擾。它可以促進(jìn)化學(xué)反應(見(jiàn)電催化),也可以阻滯電極反應,如金屬腐蝕中緩蝕劑的作用。

以上各步驟所需的超電勢可以分別稱(chēng)為遷越超電勢CT[kg1]擴散超電勢反應超電勢(和 合稱(chēng)為濃差極化)等等。電極反應總的超電勢應是各串聯(lián)步驟超電勢之和,其中“速控步驟”的超電勢是主導的。但在實(shí)際測量過(guò)程中,電極電勢(位)是相對于某一參比電極進(jìn)行測量的,在參比電極的魯金毛細管口到工作電極的金屬表面這一段距離間,通電時(shí)存在歐姆電勢[no](即電位降,停電時(shí)消失),這就是電阻極化。電阻極化是因電解液的電阻(與電池的設計有關(guān))和可能存在的金屬表面被膜的電阻引起的,它與電極反應無(wú)關(guān),故計算總超電勢時(shí)應予扣除,或在測量時(shí)進(jìn)行校正。

研究?jì)热?/h3>

電化學(xué)動(dòng)力學(xué)

,英文名稱(chēng):

electrochemical kinetics。

電極反應往往是相當復雜的過(guò)程電極反應動(dòng)力學(xué)的任務(wù)就是根據實(shí)驗事實(shí),包括利用各種穩態(tài)技術(shù)和暫態(tài)技術(shù)的電化學(xué)研究方法獲得的各類(lèi)極化曲線(xiàn)(見(jiàn)極化和超電勢)和電化學(xué)參數,以及利用各種非電化學(xué)方法所得信息,推斷反應歷程和“速率控制步驟”(簡(jiǎn)稱(chēng)速控步驟),得出動(dòng)力學(xué)方程,并與根據動(dòng)力學(xué)理論得到的各個(gè)基元步驟的動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行對比,從而推論出合理的電極反應機理,以便最終為生產(chǎn)實(shí)際提供控制電化學(xué)過(guò)程的依據。