导图社区 电化学动力学p1
这是一篇关于电化学动力学的思维导图，主要内容有1、电化学动力学规律是化学动力学规律在电化学体系的表达和延申;化学动力学规律是非平衡态热力学一般性规律在化学体系的表达和延申。一、化学动力学回顾二、电化学热力学基础:电池电动势以及电极电势等。
这是一篇关于实验电化学的思维导图，对于实验电化学中的部分知识进行整理，包括如何消除杂质和噪声干扰、传质极化、欧姆降补偿等内容
根据peterAtkins的物理化学整理的气体性质部分内容。包括对于我完美气体、动理论模型、实际气体等内容的整理。
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电化学动力学
1、电化学动力学规律是化学动力学规律在电化学体系的表达和延申；化学动力学规律是非平衡态热力学一般性规律在化学体系的表达和延申。
一、化学动力学回顾
（平衡态）化学热力学
化学体系自发地朝亲和势能增大（自由能减小）的方向进行（热力学第二定律）w=f（A）
恒温、恒压、无表面功下
平衡态
非平衡态
质量作用定律
定义交换速率
近平衡态
基于质量作用定律的一般性非平衡态热力学方程
A=0 平衡态
A>0反应自发正向进行
A<0反应自发反向进行
近平衡态，进行反应速率随A线性变化
质量作用定律给出热力学第二定律的所有结论，且给出变化速率与热力学驱动之间的定量关系
质量作用定律：非平衡态热力学基本定律
平衡态热力学只是非平衡态热力学（动力学）的特例
二、电化学热力学基础：电池电动势以及电极电势
“电”与“化学”的平衡
电池电动势为阴阳极电子电化学势之差
电极电势：电极中电子的电化学势
对于一个H2+H2O的电池
对于电极来说，化学变化（2H_2➡4H^+和O2+4H^+→2H2O）做了4FEa和-4FEc的电功
对于电池来说，化学变化2H2+O2→2H2O做了-4F（Ec-Ea）的电功
电极反应
电极中的电子作为反应物或产物
子主题
A=0
φl=0
能斯特方程（热力学第二定律）
“相”中的“势”
（静）电势
内（静）电势φ
外（静）电势ψ
表面电势χ
（粒子）化学势
（粒子）电化学势
（粒子）逸出功（Emersion Work ，Wi）和（电子）功函（work function，We）
逸出功可看做： 将粒子从实物相内部转移至表面外侧附近时所耗的功（包括化学功和静电功）
电子逸出功通常为（电子）功函
固体中电子的电化学势与Fermi能级
固体中电子的Fermi-Dirack分布
固体中电子费米能级等于电子在固体中的电化学势，与电极电势相对应
电极反应速率与电流密度
法拉第定律
电极反应速率的影响因素以及相应的定量关系；电流与电极电势、电极组成与结构、电解质组成等的关系——这是电化学动力学核心内容
Q=nFN
w=i/nF
近平衡态热力学方程
电极反应的亲核实正比于电极过电势：A=nFη
三、Butler-Volmer理论
线性自由能关系在电化学中的应用
电极电势决定电极中（参与电荷转移的）电子的电化学势（摩尔自由能），从而影响反应自由能和活化自由能
α+β=1
平衡态热力学知识非平衡态热力学（动力学）的特例
以阴极电流为正的表达式
Butler-Volmer理论的几个预期
平衡电势
低过电势区
高过电势区
tafel方程
η=a+blni
电化学界面电荷转移的多态跃迁特征
简单电极过程
界面电荷转移
界面物质传输
高过电势区（仅适用于高电势区）
在中间过电势区，由于逆反应和非线性，不能看做简单串联电路，只有在低过电势，电阻不依赖电势
四、加速传质方法
强制对流
搅拌溶液
流动电解池
旋转电极
薄层电解池
超微电极
扫描电化学显微镜
暂态技术
五、物质传输的质量作用定律（一般性非平衡态热力学方程）描述
运输过程
微观上可以看做离子（Ai）在相邻位点（x与x+∆x）的交换过程
对非带电粒子
对于x位点的粒子，存在
理想稀溶液自由扩散
对电解质体系
迁移率M
离子电迁移率，淌度
离子淌度（电迁移率）μ=zFM
离子电导率
离子迁移数
电解质电导率
电解质摩尔电导率
