理论电化学电极表面扩对散流区区1)1H理想态扩散过程中,电极表面附近液层中反应粒子的浓度分布示意图
理论电化学O+ne= R2、理想稳态扩散的动力学规律07aC=常数浓度梯度Zaxc°为溶液发生氧化还原离子在本体溶液中的浓度cS为溶液发生氧化还原离子在电极表面上的浓度稳态扩散符合菲克第一定律,得理想扩散流量:acax注:扩散流量表示在单位时间内通过单位面积的物质的量,单位:mol.m2.s-l传质方向与浓度增大方向相反
2、理想稳态扩散的动力学规律 O + ne R 0 s c c c x l − = = 浓度梯度 常数 稳态扩散符合菲克第一定律,得理想扩散流量: ( ) 0 l c c D x c J D s i i i i − = − = − 注:扩散流量表示在单位时间内通过单位面积的物 质的量,单位:mol.m-2 .s-1 为溶液发生氧化还原离子在电极表面上的浓度 为溶液发生氧化还原离子在本体溶液中的浓度 s c c 0 传质方向与浓度增大方向相反
理论电化学理想状态下稳态扩散电流密度为:j=nF(-J)=nFD注:电流密度:单位时间内通过单位面积的电量(库仑)单位:c.m-2.s-1或者A.m-2dQdmnFnF(-J)AdtAdt
电流密度:单位时间内通过单位面积的电量(库仑), 单位:c.m-2.s-1或者A.m-2 nF( J) Adt dm nF Adt dQ j = = = − ( ) ( ) 0 l c c j nF J nFD s i i i i − = − = 理想状态下稳态扩散电流密度为: 注:
理论电化学发生完全浓差极化时,电极表面的反应离子浓度C.S=0于是电流达到扩散的极限电流密度:1j.=nFDnFL1将极限电流密度与下式相结合福j=nF(-J)=nFD得:0SCild(l00CiCi
发生完全浓差极化时,电极表面的反应离子浓度Ci s=0, 于是电流达到扩散的极限电流密度: l c nFD l c c j nFD i i s i i d i 0 0 = − = ( ) ( ) 0 l c c j n F J nFD s i i i i − = − = 将极限电流密度与下式相结合 得: ( ) (1 ) 0 0 0 i s i d i s i i d c c j c c c j j = − − =
理论电化学二、真实条件下的稳态扩散过程(对流扩散)在理想条件下,人为地将扩散区与对流区分开了。在真实的电化学体系中,总是有对流作用的存在,并与扩散作用重叠在一起。所以真实体系中的稳态扩散过程,严格来说是一种对流作用下的稳态扩散过程,或可以称为对流扩散过程,而不是单纯的扩散过程。我们仍然沿用扩散层来处理实际扩散问题把通过电极的电流密度仿理想扩散方程
二、真实条件下的稳态扩散过程(对流扩散) 在理想条件下,人为地将扩散区与对流区 分开了。在真实的电化学体系中,总是有对流 作用的存在,并与扩散作用重叠在一起。 所以真实体系中的稳态扩散过程,严格来 说是一种对流作用下的稳态扩散过程,或可以 称为对流扩散过程,而不是单纯的扩散过程。 我们仍然沿用扩散层来处理实际扩散问题, 把通过电极的电流密度仿理想扩散方程