電化學(xué)氣體檢測(cè)
電化學(xué)氣體檢測(cè)儀所涉及的是與電荷分離有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象。通常這種電荷分離會(huì)導(dǎo)致電荷轉(zhuǎn)移，若發(fā)生在溶液中則為均相的，若發(fā)生在電極表面則為非均相的。實(shí)際上，電化學(xué)氣體檢測(cè)儀為了維持電中性，兩個(gè)或更多的電荷轉(zhuǎn)移半反應(yīng)按相反的方向進(jìn)行。除了均相氧化還原反應(yīng)外，這些反應(yīng)被分開(kāi)在不同的區(qū)域進(jìn)行，一般在電他中浸在溶液里的不同的電圾上進(jìn)行。這些電極是與溶液(通過(guò)離子傳遞)和外部傳導(dǎo)電路連接，電化學(xué)氣體檢測(cè)儀這樣才能傳輸電荷。如果電池構(gòu)造允許的話，兩個(gè)電極反應(yīng)的產(chǎn)物可以被分離，當(dāng)兩個(gè)電極上的自由能變化的總數(shù)為負(fù)值．那么就可以釋放出電能提供動(dòng)力(干電池)。如果該疽為正，就要外加電能促使電極反應(yīng)發(fā)生，使化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化(電解)。
電化學(xué)氣體檢測(cè)儀電極反應(yīng)是非均相的，發(fā)生在電極和溶液間的界面區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的電荷分布不同于本體相，電極反應(yīng)則受該區(qū)域結(jié)構(gòu)的影響。那么，我們先假定不存在電荷分離以外的作用。在每個(gè)電極上．電荷的分離用電容來(lái)表示，電荷傳遞的難易用距離來(lái)表示。在以下及以后的幾節(jié)中，我們只討論單個(gè)電極。
電化學(xué)氣體檢測(cè)儀電極只是溶液中的組分接受或產(chǎn)生電子的給體(對(duì)于還原反為了使電子轉(zhuǎn)移能夠發(fā)生，電化學(xué)氣體檢測(cè)儀在進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移的給體和受體之間的電子軌道能量必須相符。在電極上，這個(gè)能級(jí)就是最高占有軌道，對(duì)金后來(lái)說(shuō)就是費(fèi)米(Ferm：)能級(jí)EP。對(duì)于可溶性組分，則由價(jià)鍵軌道方便地給予或接受電子，因此，
電化學(xué)氣體檢測(cè)儀對(duì)于還原反應(yīng)，從電極上轉(zhuǎn)移的電子所需最小的能量與一定的負(fù)電勢(shì)(以伏特計(jì))相對(duì)應(yīng)。
·對(duì)于氧化反應(yīng)，電極從溶液中的組分獲取電子的最低未占有軌道的最高能量與一定的正電勢(shì)(以伏特計(jì))相對(duì)應(yīng)。
電勢(shì)值可由外部來(lái)控制。電化學(xué)氣體檢測(cè)儀按這種方式我們可以控制電圾反應(yīng)發(fā)生的方式和進(jìn)行的程度。電極過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)將在下節(jié)中慨述。在此之前我們先討論一下界面區(qū)域的結(jié)構(gòu)。在這一區(qū)域內(nèi)電荷分布不同于本體溶液，這意味著反應(yīng)組分和電極上的相應(yīng)的能級(jí)與本體相中不同�？扇苄越M分將調(diào)節(jié)其形態(tài)以使電子轉(zhuǎn)移發(fā)生。這些影響可通過(guò)對(duì)電極過(guò)程的動(dòng)力學(xué)處理來(lái)修正，而且界面區(qū)域越薄越好，加入大量惰性電解質(zhì)便可達(dá)到這樣的效果。
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