1 Методы изучения кинетики электродных процессов СПб.

  • Размер: 2.1 Mегабайта
  • Количество слайдов: 36

Описание презентации 1 Методы изучения кинетики электродных процессов СПб. по слайдам

  1 Методы изучения  кинетики электродных процессов СПб. ГУ 2010 1 Методы изучения кинетики электродных процессов СПб. ГУ

  2 Лекция 5 Электрохимические методы анализа и их применение для изучения кинетики  2 Лекция 5 Электрохимические методы анализа и их применение для изучения кинетики

  3 Общая характеристика методов электрохимического анализа Полярография Ртутный капающий электрод; r kl h 3 Общая характеристика методов электрохимического анализа Полярография Ртутный капающий электрод; r kl h

  4 Общая характеристика методов электрохимического анализа Полярография Уравнение Ильковича 4 Общая характеристика методов электрохимического анализа Полярография Уравнение Ильковича

  5 Общая характеристика методов электрохимического анализа Вольтамперометрия Уравнение Рендлса-Шевчика 5 Общая характеристика методов электрохимического анализа Вольтамперометрия Уравнение Рендлса-Шевчика

  6 Общая характеристика методов электрохимического анализа Метод вращающегося диска Уравнение Левича 6 Общая характеристика методов электрохимического анализа Метод вращающегося диска Уравнение Левича

  7 Общая характеристика методов электрохимического анализа Хронопотенциометрия ( i=const) Уравнение Санда 7 Общая характеристика методов электрохимического анализа Хронопотенциометрия ( i=const) Уравнение Санда

  8 Разрешающая способность методов и скорость электронных процессов Обратимые и необратимые процессы Стадии: массоперенос, 8 Разрешающая способность методов и скорость электронных процессов Обратимые и необратимые процессы Стадии: массоперенос, гетерогенная электрохимическая реакция Полярография: Хронопотенциометрия: Вольтамперометрия: ВДЭ:

  9 Разрешающая способность методов и скорость электронных процессов 9 Разрешающая способность методов и скорость электронных процессов

  10 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Линейная диффузия 10 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Линейная диффузия

  11 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Хроноамперометрия Решаем в пределе столь отрицательных 11 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Хроноамперометрия Решаем в пределе столь отрицательных потенциалов, что у поверхности C ox = 0, т. е. Уравнение Коттрела

  12 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Хронопотенциометрия Измерения при постоянном токе i, 12 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Хронопотенциометрия Измерения при постоянном токе i, значит, краевое условие – постоянный поток вещества Уравнение Санда

  13 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Хронопотенциометрия Измерения при постоянном токе i 13 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Хронопотенциометрия Измерения при постоянном токе i Измерения при токе i = St 1/

  14 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Вольтамперометрия Для обратимого процесса краевое условие 14 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Вольтамперометрия Для обратимого процесса краевое условие – уравнение Нернста и баланс потоков; Для решения нужно добавить выражение и для восстановленной формы

  15 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Вольтамперометрия 25 0 С, ампер, моль/л, 15 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Вольтамперометрия 25 0 С, ампер, моль/л, см 2 /с, В/с Уравнение Рэндлса-Шевчика Для нерастворимого продукта

  16 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Полярография В диффузионном уравнении надо учитывать 16 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Полярография В диффузионном уравнении надо учитывать рост капли, т. е. Поверхность движется навстречу раствору Отличается от уравнения Коттрела на (7/3) 1/2 ( ~1. 53 раза)

  17 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Полярография Уравнение Ильковича Критерий диффузионного тока 17 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Полярография Уравнение Ильковича Критерий диффузионного тока

  18 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи ВДЭ Нужно решать уравнение в условиях 18 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи ВДЭ Нужно решать уравнение в условиях конвективного переноса вещества Потенциал может быть наложен как постоянный (как в хроноамперометрии), так и с разверткой (как в вольтамперометрии). От этого зависят граничные условия. Скорость конвекции

  19 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи ВДЭ Предельный ток в случае наложения 19 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи ВДЭ Предельный ток в случае наложения на электрод постоянного потенциала; Краевые условия те же, что в хроноамперометрии: Скорость конвекции Уравнение Левича

  20 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Обобщение приведенных зависимостей Ток в цепи 20 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Обобщение приведенных зависимостей Ток в цепи пропорционален концентрации и зависит от фактора, определяющего скорость массопереноса: Уравнение Левича — ВДЭУравнение Рэндлса-Шевчика — вольтамперометрия. Уравнение Санда — хронопотенциометрия Уравнение Коттрела — хроноамперометрия

  21 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Обобщение приведенных зависимостей Обобщенное уравнение: 21 Электродные процессы, контролируемые скоростью массопереноса; диффузионные токи Обобщение приведенных зависимостей Обобщенное уравнение:

  37 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Уравнения Фика с учётом химической реакции: 37 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Уравнения Фика с учётом химической реакции:

  38 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Хроноамперометрия Вид уравнения аналогичен необратимым процессам; 38 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Хроноамперометрия Вид уравнения аналогичен необратимым процессам; Если Kk 1 t мала, уравнение сводится к

  39 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Хроноамперометрия Вид уравнения аналогичен необратимым процессам; 39 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Хроноамперометрия Вид уравнения аналогичен необратимым процессам; Если Kk 1 t мала, уравнение сводится к

  40 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Полярография Вид уравнения для тока в 40 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Полярография Вид уравнения для тока в случае быстрой реакции аналогичен хроноамперометрии

  41 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Полярография Подставляя параметры РКЭ, получим отношение 41 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Полярография Подставляя параметры РКЭ, получим отношение кинетического к предельному току в виде

  42 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия – обратимый процесс Дополнительно надо 42 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия – обратимый процесс Дополнительно надо решить уравнение Фика для восстановленной формы:

  43 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия – обратимый процесс Решение аналогично 43 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия – обратимый процесс Решение аналогично диффузионному случаю, Но вид функции зависит от l/a, где l=k 1 +k 2 l/a мало l/a велико (a/l) 1/2 /K мало (a/l) 1/2 /K велико

  44 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия 44 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия

  45 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия – необратимый процесс Дополнительно надо 45 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия – необратимый процесс Дополнительно надо решить уравнение :

  46 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия – необратимый процесс Решение аналогично 46 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия – необратимый процесс Решение аналогично не осложненному реакцией случаю, Но вид функции зависит от l/b, где l=k 1 +k 2 l/b мало l/b велико (b/l) 1/2 /K мало (b/l) 1/2 /K велико

  47 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия 47 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Вольтамперометрия

  48 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Хронопотенциометрия Дополнительно надо решить уравнение : 48 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Хронопотенциометрия Дополнительно надо решить уравнение : Решение :

  49 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Хронопотенциометрия Для ( k 1 +k 49 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка Хронопотенциометрия Для ( k 1 +k 2 ) 1/2 k 1/2 >2 : Для ( k 1 +k 2 ) 1/2 k 1/2 <2 :

  50 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка ВДЭ Дополнительно надо решить уравнение : 50 Электродные процессы с предшествующими реакциями первого порядка ВДЭ Дополнительно надо решить уравнение : Решение :

  51 Электродные процессы, контролируемые скоростью переноса заряда (необратимые системы) Полученные уравнения можно представить в 51 Электродные процессы, контролируемые скоростью переноса заряда (необратимые системы) Полученные уравнения можно представить в общем виде: Обсуждение полученных зависимостей