《理论电化学》课程教学资源（PPT课件）第五章 液相传质步骤动力学

理论电化学水第五章液相传质步骤动力学

第五章 液相传质步骤动力学

理论电化学液相传质过程是电极过程中必不可少的过程涉及反应物离子向电极表面的传质过程以及生成物向溶液本体的传质过程。由于电极过程中传质过程速度的缓慢而引起的电极极化现象为“浓差极化”。1本章将介绍液相传质过程中的规律以及浓差极化控制的电极过程的动力学方程。为了简单在讨论浓差极化时，假设电子转移速度很快远远大于液相传质速度

◼ 液相传质过程是电极过程中必不可少的过程， 涉及反应物离子向电极表面的传质过程以及生 成物向溶液本体的传质过程。 ◼ 由于电极过程中传质过程速度的缓慢而引起的 电极极化现象为“浓差极化” 。 ◼ 本章将介绍液相传质过程中的规律以及浓差极 化控制的电极过程的动力学方程。为了简单， 在讨论浓差极化时，假设电子转移速度很快， 远远大于液相传质速度

理论电化学重点反应粒子在溶液中的传质方式与速度稳态扩散过程的基本动力学规律■非稳态扩散过程的特点■浓差极化的基本规律及其判别，在动力学中减小浓差极化的方法

重点 ◼ 反应粒子在溶液中的传质方式与速度 ◼ 稳态扩散过程的基本动力学规律 ◼ 非稳态扩散过程的特点 ◼ 浓差极化的基本规律及其判别，在动力 学中减小浓差极化的方法

理论电化学第一节液相传质的三种方式对流扩散电迁移■1、三种方式是不是同时存在？12、是如何起作用的？是一种方式占主导还是共同作用？13、它们之间的相互影响？

第一节 液相传质的三种方式 电迁移 对流 扩散 ◼ 1、三种方式是不是同时存在？ ◼ 2、是如何起作用的？是一种方式占主导还是 共同作用？ ◼ 3、它们之间的相互影响？

理论电化学32(bF-0C图3.9三种传质方式以及浓度，电位、速度分布(a)扩散：(b)迁移;(c)对流

理论电化学电迁移（migration）：.电解质溶液中的带电粒子在电场作用下沿着一定的方向移动。电迁流量：J=±CV=±C,UEmol/cm2.s阳离子：+；阴离子：：

◼ 电迁移(migration)：电解质溶液中的带电粒子 在电场作用下沿着一定的方向移动。 电迁流量： Ji = ±CiVi = ±CiUiE mol/cm2.s 阳离子：+；阴离子：-

理论电化学■对流(convection)：一部分溶液与另一部分溶液之间的相对流动。根据产生对流的原因的不同，可将对流分为自然对流和强制对流两大类。外力搅拌密度差或温度差对流流量：J:=CVmol/cm2.s垂直对流界面的流体速度

◼ 对流(convection)：一部分溶液与另一部分 溶液之间的相对流动。根据产生对流的原因的 不同，可将对流分为自然对流和强制对流两大 类。 密度差或温度差 外力搅拌 对流流量：Ji = CiVx mol/cm2.s 垂直对流界面的流体速度

理论电化学扩散（diffusion）：溶液中某一组分自发地从高浓度区域向低浓度区域移动。分为稳态扩散和非稳态扩散两个阶段。由菲克第一定律确定：扩散流量扩散系数浓度梯度传质方向与浓度增大方向相反

◼ 扩散(diffusion)：溶液中某一组分自发地从 高浓度区域向低浓度区域移动。分为稳态扩散 和非稳态扩散两个阶段。 由菲克第一定律确定： 扩散流量 扩散系数 传质方向与浓度增大方向相反 浓度梯度 ( )i i i dc J D dx = −

理论电化学电极表面传质区域的划分：C.................++...+.........+..+S.................................c......C+.....对流区扩散区双电层区..XOXiX2xSa

电极表面传质区域的划分： 0 c = c − c + c s c − c 0 x 0 x 1 x 2 x s c d  双电层区 扩散区 对流区 - - - - - - -

理论电化学双电层区：厚度为d（溶液不太稀时，约10-9-10-8m），浓度分布只受双电层电场的影响。■扩散层区：X1-X2，厚度（10-5--10-4m），主要为电迁移与扩散。对流区：x以外区域，此区域只存在对流作用，浓度与本体一致

◼ 双电层区：厚度为d（溶液不太稀时，约10-9- 10-8 m），浓度分布只受双电层电场的影响。 ◼ 扩散层区：x1-x2，厚度δ( 10-5-10-4 m)，主要 为电迁移与扩散。 ◼ 对流区：x2以外区域，此区域只存在对流作用， 浓度与本体一致