电化学思考课后答案第五章

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思考题

1. 在电极界面附近的液层中,是否总是存在着三种传质方式为什么每一种传质方式的传质速度如何表示

答:电极界面附近的液层通常是指扩散层,可以同时存在着三种传质方式(电迁移、对流和扩散),但当溶液中含有大量局外电解质时,反应离子的迁移数很小,电迁移传质作用可以忽略不计,而且根据流体力学,电极界面附近液层的对流速度非常小,因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散。三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度j 来表示。

3. 旋转圆盘电极和旋转圆环-圆盘电极有什么优点它们在电化学测量中有什么重要用途

答:旋转圆盘电极和旋转圆环-圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的,因此电极表面各处的电流密度分布均匀。这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。它们可以测量并分析极化曲线,研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。

6. 稳态扩散和非稳态扩散有什么区别是不是出现稳态扩散之前都一定存在非稳态扩散阶段为什么

答:稳态扩散与非稳态扩散的区别,主要看反应离子的浓度分布是否为时间的函数,即稳态扩散时()i c f x =,非稳态扩散时(,)i c f x t =。稳态扩散出现之前都一定存在非稳态扩散阶段,因为反应初期扩散的速度比较慢,扩散层中各点的反应粒子是时间和距离的函数;而随着时间的推移,扩散的速度不断提高,扩散补充的反应粒子数与反应消

耗的反应离子数相等,反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化,达到一种动态平衡状态。

习题

6. 已知25℃时,在静止溶液中阴极反应Cu2+ + 2e →Cu受扩散步骤控制。Cu2+离子在该溶液中的扩散系数为1×10-5cm2/s,扩散层有效厚度为×10-2cm,Cu2+离子的浓度为L。试求阴极电流密度为cm2时的浓差极化值。

7. 在含有大量局外电解质的LNiSO4溶液中,用旋转圆盘电极作阴极进行电解。已知Ni2+离子的扩散系数为1×10-5cm2/s,溶液的动力黏度系数为×10-2cm2/s,试求:

(1)转速为10r/s时的阴极极限扩散电流密度是多少

(2)上述极限电流密度比静止电解时增大了多少倍设静止溶液中的扩散层厚度为5×10-3cm。

10. 若25℃时,阴极反应Ag + + e → Ag 受扩散步骤控制,测得浓差极化过电位

η浓差=j j -平= -59 mV 。已知++

0-24x=0Ag Ag c =1mol/L,(dc /dx)=710mol/cm ´,+-52Ag D =610cm /s ´。试求:

(1)稳态扩散电流密度;

(2)扩散层有效厚度d 有效;

(3)Ag+离子的表面浓度s Ag c +