概念

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 |