当前课程知识点：电极过程动力学 > 第六章 交流阻抗方法 > 6.2 交变电流信号所引起的表面浓度波动和电极反应完全可逆时的电解阻抗 > 6.2 交变电流信号所引起的表面浓度波动和电极反应完全可逆时的电解阻抗
现在我们来了解交变电流信号
所引起的表面浓度波动
和电极反应完全可逆时的
电解阻抗的表达形式
在本节的讨论中不考虑双层电容的存在
而近似的认为全部通过电解池的电量
都用来引起表面层中的浓度变化
此外还假设电极表面液层中的传质过程
是完全由扩散作用所引起的
即不存在能引起电极电势极化的表面转化步骤
对于O加上n个电子生成R的电极反应
若通过电解池为一个交流电信号
则无论电极反应的可逆性如何
总有如下的边界条件
将边界条件与扩散方程联立
则可以得到表面液层中
氧化钛离子浓度波动的数学表达式
由等式和图示表明
液层中浓度波动落后于交变电流的相位角
尽管二者的频率相同
但是距电极表面越远
浓度波动的相位角落后也越大
在浓度波动表达式中将x=0代入
可以得到电极表面处的浓度波动
可以看到电极表面上
反应粒子浓度波动的相位角
正好比交变电流落后45度
以上只讨论了一种粒子O的浓度波动
如果溶液中同时存在O和R
则表面层中分别存在两种粒子的浓度波动
其中还原态R粒子的浓度波动
和电极表面的浓度波动
均由数学表达式表示出来
但是通过比较可以看到
在任何同一地点CO和CR的
变化方向正好相反
当电极反应完全可逆即R的活度为常数时
电极电势的波动与O的表面浓度波动
具有完全相同的相位
由此引起的电极电势波动
也比电流波动落后45度
根据能斯特公式可以得到
电极电势波动的表达式
如果浓度波动的幅值很小
则根据近似公式将上述等式线性化
最终得到了以可测量的参量
来表示的电极电势波动的表达式
由此从电势和电流波动的振幅比
得到电解阻抗的数值
考虑到相位角相差45度
故在由扩散步骤控制的
电解阻抗的串联等效电路中
电阻部分和电容部分之间必然存在如下关系
也可以将电解阻抗写成负数形式
另外如果O R两态均可溶
推导结果相同只是其中σ的含义不同
而且也可将两种粒子O R扩散障碍
引起的电解阻抗
写成两种粒子分别引起的电解阻抗的和
在直角坐标图上
电阻和电容分别计算得到的阻抗
随角速度的负1/2次方的变化
是重叠的两条直线
根据这一特性可以识别
在通过交流电时电极反应速度单纯受
扩散步骤控制的电极过程
扩散引起的阻抗常称为warburg阻抗
-1.1 电极过程动力学的发展
-1.2 电池反应与电极过程
-1.3 电极过程的主要特征及其研究方法
-第一章 课程学习资源
-第一章 讨论
--第一章讨论
-第一章 作业
--第一章 作业
-2.1 研究“电极/溶液”界面性质的意义
-2.2 相间电势和电极电势
-2.3 采用理想极化电极研究“电极/溶液”界面结构的实验方法及主要结论
--2.3 采用理想极化电极研究“电极/溶液”界面结构的实验方法及主要结论
-2.4 “电极/溶液”界面模型的发展
-2.5 “固体金属电极/溶液”界面
-2.6 零电荷电势
-2.7 有机分子在“电极/溶液”界面上的吸附
-第二章 课程学习资源
-第二章 讨论
--第二章讨论
-第二章 作业
--第二章 作业
-3.1 研究液相中传质动力学的意义
-3.2 有关液相传质过程的若干基本概念
-3.3 理想情况下的稳态过程
-3.4 实际情况下的稳态对流扩散过程和旋转圆盘电极
-3.5 当电极反应速度由液相传质步骤控制时稳态极化曲线的形式
--3.5 当电极反应速度由液相传质步骤控制时稳态极化曲线的形式
-3.6 扩散层中电场对稳态传质速度和电流的影响
-3.7 静止液体中平面电极上的非稳态扩散过程
-3.8 线型电势扫描方法
-3.9 微盘电极
--3.9 微盘电极
-第三章 课程学习资源
-第三章 讨论
--第三章讨论
-第三章 作业
--第三章 作业
-4.1 电极电势对电化学步骤反应速度的影响
-4.2 平衡电势与电极电势的“电化学极化”
-4.3 浓度极化对电化学步骤反应速度和极化曲线的影响
-4.4 测量电化学步骤动力学参数的暂态方法
-4.5 相间电势分布对电化学步骤反应速度的影响—“Ψ1”效应
--4.5 相间电势分布对电化学步骤反应速度的影响-“Ψ1”效应
-第四章 课程学习资源
-第四章 讨论
--第四章讨论
-第四章 作业
--第四章 作业
-5.1 多电子步骤与控制步骤的“计算数”
-5.2 均相表面转化步骤（一）：前置转化步骤
-5.3 均相表面转化步骤（二）：平行和随后转化步骤
-5.4 涉及表面吸附态的表面转化步骤
-5.5 电极反应机理及其研究方法
-5.6 利用电化学反应级数法确定电极反应历程
-5.7 中间价态粒子的电化学检测
-第五章 课程学习资源
-第五章 讨论
--第五章讨论
-第五章 作业
--第五章 作业
-6.1 电解池的等效阻抗
-6.2 交变电流信号所引起的表面浓度波动和电极反应完全可逆时的电解阻抗
--6.2 交变电流信号所引起的表面浓度波动和电极反应完全可逆时的电解阻抗
-6.3 电化学步骤和表面转化步骤对电解阻抗的影响
-第六章 课程学习资源
-第六章 讨论
--第六章讨论
-第六章 作业
--第六章 作业
-期末考试
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