氢离子交换电流密度与超电势

『壹』 Tafel公式里的a与什么有关，是什么关系

塔菲尔公式是塔菲尔于1905年提出的经验公式，其数学表达式为:

η=a+blgI

式中过电位和电流密度i均取绝对值(即正值)，a和b为两个常数。

• a表示电流密度为单位数值(1A/cm2)时的过电位值，它的大小和电极材料的性质、电极表面状态、溶液组成及温度等因素有关，根据a值的大小，可以比较不同电极体系中进行电子转移步骤的难易程度。

• b值是一个主要与温度有关的常数，对大多数金属而言，常温下b的数值在0.12V左右。

『贰』 写出塔菲尔公式，并说明他适用于什么体系和什么范围

塔菲尔公式是塔菲尔于1905年提出的经验公式，其数学表达式为:η=a+blgI式中过电位和电流密度i均取绝对值(即正值)，a和b为两个常数，a表示电流密度为单位数值(1A/cm2)时的过电位值，它的大小和电极材料的性质、电极表面状态、溶液组成及温度等因素有关，根据a值的大小，可以比较不同电极体系中进行电子转移步骤的难易程度。B值是一个主要与温度有关的常数，对大多数金属而言，常温下b的数值在0.12V左右。
塔菲尔(Tafel)1905年在研究氢超电势时，发现在一定范围内，超电势(η)与电流密度(i)有如下关系:
η=a+b*log|i|
该公式适用于电流密度较高的区域。在i非常小时，此式不适用。在i很小、超电势也很小(η<±0.03伏)时，超电势与电流密度呈线性关系，即η=ki。k为比例常数。

『叁』 什么叫氢超电势氢超电势与哪些因素有关

氢超电势 ：氢电极发生极化反应的超电势。
氢超电势与电流密度、电极材料及其表面状态、温度、电解液组成、浓度及溶液中的杂质等因素有关。

『肆』 电化学中的超电势是怎么回事

当电极处于平衡状态,电极上无电流通过时,这时的电极电势分别称为阳极平衡电势和阴极平衡电势.在有电流通过时,随着电极上电流密度的增加,电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大,这种对平衡电势的偏离现象称为电极的极化.
极化产生的原因
根据极化产生的不同原因,通常把极化大致分为两类：浓差极化和电化学极化（1）浓差极化：在电解过程中,电极附近某离子浓度由于电极反应而发生变化,本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化,就导致电极附近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度,这种浓度差别引起的电极电势的改变称为浓差极化,用搅拌和升温的方法可以减少浓差极化,但也可以利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析.（2）电化学极化：电极反应总是分若干步进行,若其中一步反应速率较慢,需要较高的活化能,为了使电极反应顺利进行所额外施加的电压称为电化学超电势（亦称为活化超电势）,这种极化现象称为电化学极化.

『伍』 标准氢电极的铂的选择

在选择用于标准氢电极的铂时，应考虑如下几个因素： 铂的活泼程度（越不活泼自然越不会被腐蚀）； 催化氢气变为氢离子的反应的性能； 铂固有的交换电流密度高低； 可逆性的高低（两个完好的标准氢电极的电势相差不超过10μV）； 铂表面是否有被镀过（如镀一层铂黑）。这是为了： 增大总的表面积。这会增大了反应的性能，加快反应速率。 更好地吸附氢气到表面上，同样能够加快反应速率。 其他的金属也能用作电极并起到相似的作用，例如钯。

『陆』 关于溶液中的超电势和溶液中的“动力学阻碍”，帮忙解释下

超电势，是指实际分解电压 大于 理论分解电压的重要因素。它的大小主要与电极材料和电流密度的大小有关。可归咎于动力学原因导致电解反应处于非平衡状态 所致。 动力学因素，如，通常用的是浓度，应该考虑离子之间的相互作用，用活度来代替浓度压强用逸度来进行校正，用条件平衡常数代替热力学平衡常数，用实际电极电势代替理论电极电势等超电势的存在，有可能使电解时 ，电极上的放电顺序发生改变。如电解食盐水，阴极上一般认为是H+放电。因为 Na+/Na 的标准电极电势远远小于H +/H2的但是当用金属汞阴极时， 首先析出的却是 Na（形成钠汞奇），原因是氢在汞电极上的超电势太大。同样的道理，电解ZnSO4可以在阴极析出Zn而不析出H2。

『柒』 为什么有氢超电势什么是超电势比较析氢和析氧超电势

在许多电化学反应中，电极上有电流通过时所表现的电极电势（I）跟可逆电极电势（r）之间偏差的大小（绝对值），叫做超电势（曾用名过电势），记作η，即η=|r-I|
可逆电极电势（r）指在可逆地发生电极反应（如在充电和放电时）时电极具有的电势。但是电化学反应中（如电解操作），当电流通过电极时，发生的必然是不可逆电极反应。产生偏差的原因主要是由于电池内阻R引起的电势降（IR）和不可逆条件下两个电极的极化。发生电极极化的主要原因有两种：（1）浓差极化
当有电流通过电极时，因离子扩散迟缓而导致电极表面附近的离子浓度跟本体溶液中的不同，使I和r发生偏差。这部分偏差叫浓差超电势。将溶液强烈搅拌或升高温度，加快离子扩散，可以减小浓差超电势。（2）活化极化
当有电流通过时，由于电化学反应进行的迟缓性造成电极带电程度跟可逆情况时不同，导致I偏离r的现象。这部分偏差叫活化超电势。一般金属离子在阴极上被还原时，活化超电势数值都比较小。但有气体析出时，例如阴极析出H2，阳极析出O2和Cl2时，数值就较大。
超电势跟通过电极的电流密度（i）有关。对电池来说，i越大，电池放电的不可逆程度越高，电池的端电压越小，所能获得电功也越少。对电解池来说，i越大，电解池放电的不可逆程度越高，两极上所需外加电压越大，所消耗掉的电功也越大。