交換電流密度

交換電流密度

當電極反應處於平衡時,電極反應的兩個方向進行的速度相等,此時的反應速度叫做交換反應速度。相應的按兩個反應方向進行的陽極反應和陰極反應的電流密度絕對值叫做交換電流密度,用io表示。交換電流密度是對同一個電極反應而言的。交換電流密度是一個電極反應自身的性質,是一個熱力學的概念,與外界條件是無關的,不管是否處於平衡態。當一個電極反應處於平衡態時,陰極反應和陽極反應的電流密度相等,對應的電流密度是該電極的交換電流密度。交換電流密度可以用來描述一個電極反應得失電子的能力,及可以反映一個電極反應進行的難易程度。

基本信息

概念

交換電流密度交換電流密度
當電極反應處於平衡時,電極反應的兩個方向進行的速度相等,此時的反應速度叫做交換反應速度。相應的按兩個反應方向進行的陽極反應和陰極反應的電流密度絕對值叫做交換電流密度,用io表示。
交換電流密度是對同一個電極反應而言的。交換電流密度是一個電極反應自身的性質,是一個熱力學的概念,與外界條件是無關的,不管是否處於平衡態。當一個電極反應處於平衡態時,陰極反應和陽極反應的電流密度相等,對應的電流密度是該電極的交換電流密度。交換電流密度可以用來描述一個電極反應得失電子的能力,及可以反映一個電極反應進行的難易程度。
其大小除受溫度影響外,還與電極反應的性質密切相關,並與電極材料和反應物質的濃度有關。
電極極化程度(過電位)的內因是交換電流密度的大小,交換電流密度大,則對於一個電極反應而言所需的推動力(外電流密度)小,反之,交換電流密度小,則對於一個電極反應而言所需的推動力(外電流密度)大。

計算

根據Tafel曲線計算交換電流密度。

舉例

表1列出了某些電極反應在室溫下的交換電流密度。
電極 材料 溶液組成 電極反應 jo/(A/cm2)
Hg 0.5mol/L H2SO4 H+ +e=H2 5×10-13
Ni 1.0mol/L NiSO4 1/2Ni2+ +e=1/2Ni 2×10詞條圖冊
Fe 1.0mol/L FeSO4 1/2Fe2+ +e=1/2Fe 10-8
Cu 1.0mol/L CuSO4 1/2Cu2+ +e=1/2Cu 2×10-5
Zn 1.0mol/L ZnSO4 1/2Zn2+ +e=1/2Zn 2×10-5
Pt 0.1mol/L ZnSO4 H+ +e=H2 10×10-4

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