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交换电流密度

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概念

当电极反应处于平衡时，电极反应的两个方向进行的速度相等，此时的反应速度叫做交换反应速度。相应的按两个反应方向进行的阳极反应和阴极反应的电流密度绝对值叫做交换电流密度，用io表示。

交换 电流密度是对同一个电极反应而言的。交换电流密度是一个电极反应自身的性质，是一个热力学的概念，与外界条件是无关的，不管是否处于平衡态。当一个电极反应处于平衡态时，阴极反应和 阳极反应的电流密度相等，对应的电流密度是该电极的交换电流密度。交换电流密度可以用来描述一个 电极反应得失电子的能力，及可以反映一个电极反应进行的难易程度。

其大小除受温度影响外，还与电极反应的性质密切相关，并与电极材料和反应物质的浓度有关。

电极极化程度（过电位）的内因是交换电流密度的大小，交换电流密度大，则对于一个电极反应而言所需的推动力（外电流密度）小，反之，交换电流密度小，则对于一个电极反应而言所需的推动力（外电流密度）大。

计算

根据Tafel曲线计算交换电流密度。

举例

表1列出了某些电极反应在室温下的交换电流密度。

表1

电极 材料 溶液组成 电极反应 jo/(A/cm2)
Hg 0.5mol/L H2SO4 H+ +e=H2 5×10-13
Ni 1.0mol/L NiSO4 1/2Ni2+ +e=1/2Ni 2×10词条图册
Fe 1.0mol/L FeSO4 1/2Fe2+ +e=1/2Fe 10-8
Cu 1.0mol/L CuSO4 1/2Cu2+ +e=1/2Cu 2×10-5
Zn 1.0mol/L ZnSO4 1/2Zn2+ +e=1/2Zn 2×10-5
Pt 0.1mol/L ZnSO4 H+ +e=H2 10×10-4

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