题目
已知25℃时,阴极反应 +2(e)^-R 受扩散步骤控制,O和R均可溶, _(0)^0=0.1mol/L ,-|||-_(R)^0=0 ,扩散层厚度为0.01 cm,O的扩散系数为 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_e2db6282eb7858a5c4a04b250895da6e.jpg.5times (10)^-4(cm)^2/s 。求-|||-(1)测得 _(c)=0.08 A/(cm)^2 时,阴极电位 (varphi )_(c)=-0.12V ,该阴极过程的半波电位是多少?-|||-(2) _(c)=0.2A/(cm)^2 时,阴极电位是多少?
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定阴极过程的扩散电流密度
根据扩散电流密度公式 ${j}_{d}=nF{D}_{O}{c}_{O}^{0}\frac{2.303}{\delta }$，其中 $n$ 是电子转移数，$F$ 是法拉第常数，${D}_{O}$ 是扩散系数，${c}_{O}^{0}$ 是初始浓度，$\delta$ 是扩散层厚度。将已知值代入公式计算 ${j}_{d}$。
步骤 2：计算半波电位
根据公式 ${\varphi }_{1/2}={\varphi }_{c}+\frac{0.0592}{n}\log \frac{{j}_{d}}{{j}_{c}}$，其中 ${\varphi }_{c}$ 是阴极电位，$n$ 是电子转移数，${j}_{d}$ 是扩散电流密度，${j}_{c}$ 是测得的电流密度。将已知值代入公式计算 ${\varphi }_{1/2}$。
步骤 3：计算 ${j}_{c}=0.2A/{cm}^{2}$ 时的阴极电位
根据公式 ${\varphi }_{c}={\varphi }_{1/2}-\frac{0.0592}{n}\log \frac{{j}_{d}}{{j}_{c}}$，将已知值代入公式计算 ${\varphi }_{c}$。
根据扩散电流密度公式 ${j}_{d}=nF{D}_{O}{c}_{O}^{0}\frac{2.303}{\delta }$，其中 $n$ 是电子转移数，$F$ 是法拉第常数，${D}_{O}$ 是扩散系数，${c}_{O}^{0}$ 是初始浓度，$\delta$ 是扩散层厚度。将已知值代入公式计算 ${j}_{d}$。
步骤 2：计算半波电位
根据公式 ${\varphi }_{1/2}={\varphi }_{c}+\frac{0.0592}{n}\log \frac{{j}_{d}}{{j}_{c}}$，其中 ${\varphi }_{c}$ 是阴极电位，$n$ 是电子转移数，${j}_{d}$ 是扩散电流密度，${j}_{c}$ 是测得的电流密度。将已知值代入公式计算 ${\varphi }_{1/2}$。
步骤 3：计算 ${j}_{c}=0.2A/{cm}^{2}$ 时的阴极电位
根据公式 ${\varphi }_{c}={\varphi }_{1/2}-\frac{0.0592}{n}\log \frac{{j}_{d}}{{j}_{c}}$，将已知值代入公式计算 ${\varphi }_{c}$。