電化學動力學

電化學動力學是電化學中研究電化學過程速率的領域。這包括研究過程條件（如濃度和電位）如何影響在電極表面發生的氧化還原反應速率，以及對電化學反應機制的探討。電化學反應涉及兩個伴隨過程，並影響總反應速率：

• 在電極與電解質介面上的電子轉移
• 氧化還原物種從溶液內部傳輸至電極表面；此傳輸可透過擴散、對流和遷移發生。

此領域的貢獻者包括 Alexander Frumkin、John Alfred Valentine Butler、Max Volmer 和 Julius Tafel。

巴特勒-沃爾默方程式

一個基本的電荷轉移步驟可由 John Alfred Valentine Butler 和 Max Volmer 提出的巴特勒-沃爾默模型描述。反應速率由巴特勒-沃爾默方程式給出：

j = j_0 \left\{ \exp \left[ \frac { (1 - \alpha) z \mathrm{F} } { \mathrm{R} \mathrm{T} } \eta \right] - \exp \left[ - { \frac { \alpha z \mathrm{F} } { \mathrm{R} \mathrm{T} } } \eta \right] \right\}, \; \eta = \mathrm{E}-\mathrm{E_{eq}}

在此方程式中，j 是淨電流密度，j_0 是交換電流密度，\alpha 是電荷轉移係數，z 是反應中轉移的電子數，F 是法拉第常數，R 是莫耳氣體常數，T 是絕對溫度，\eta 是電極過電位，E_{eq} 是熱力學平衡還原電位，而 E 是此電位的觀測值。

對於還原反應（負過電位），此方程式會產生負電流密度；對於氧化反應（正過電位），則產生正電流密度。電流密度的正負號沒有物理意義，是由國際慣例所定義。

參見

• 塔菲爾方程式

外部連結

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