塔菲尔电化学方程式

科技工作者之家 2020-11-17

塔菲尔电化学方程式是塔菲尔于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1。

概述电化学极化是极化现象中最重要的一种。除第八族元素铁、钴、镍外,一般金属析出时电化学极化的超电势很小。而有气体析出的体系(如氢电极、氧电极、氯电极等)电化学极化超电势较大。研究得较为深入的是氢气析出的电极过程。由实验中得知氢的超电势不仅与电流密度有关,还取决于电极材料的性质和电极的表面性状、溶液的本性和组成以及温度等因素。在与平衡电极电势偏离程度很小范围内(低超电势)时,氢超电势和电流密度的对数之间存在线性关系2。

塔菲尔公式1905年,塔菲尔( Tafel)发现对于一些常见的电极反应,氢的超电势与电流密度之间在一定范围内存在如下的定量关系: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,它们决定于电极材料、电极表面状态、温度和溶液组成等。a表示电流密度为单位数值(1A/cm)时的过电位值,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1。

测定a、b值是研究电极反应动力学的一种重要途径,也是电解工业推算槽电压与电极电流密度关系的依据之一。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

科技工作者之家

科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。