物理代写|电化学代写Electrochemical代考|CHEE541 A Change of Working Electrode

如果你也在 怎样代写电化学Electrochemical CHEE541这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。电化学Electrochemical是物理化学的一个分支,涉及电势差(作为一种可测量和定量的现象)和可识别的化学变化之间的关系,电势差是特定化学变化的结果,反之亦然。这些反应涉及电子通过电子传导相(通常是外部电路,但不一定,如无电解镀)在被离子传导和电子绝缘的电解质(或溶液中的离子种类)分开的电极之间移动。

电化学Electrochemical当一个化学反应由电势差驱动时,如在电解中,或者如果电势差由化学反应产生,如在电池或燃料电池中,它被称为电化学反应。与其他化学反应不同的是,在电化学反应中,电子不是直接在原子、离子或分子之间转移,而是通过上述的电子传导电路。这一现象是电化学反应与传统化学反应的区别所在。

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物理代写|电化学代写Electrochemical代考|CHEE541 A Change of Working Electrode

物理代写|电化学代写Electrochemical代考|A Change of Working Electrode

Let us now consider the same cell, but with the Pt replaced with a mercury working electrode:
$$
\mathrm{Hg} / \mathrm{H}^{+}(1 \mathrm{M}), \mathrm{Br}^{-}(1 \mathrm{M}) / \mathrm{AgBr} / \mathrm{Ag}
$$
We still cannot calculate an open-circuit potential for the cell, because we cannot define a redox couple for the Hg electrode. Upon examining the behavior of this cell with an applied external potential, we find that the electrode reactions and the observed current-potential behavior are very different from the earlier case. The results are depicted in Figure 1.1.6, showing the current at the Hg working electrode vs. the potential of that electrode, measured with respect to the reference and then shifted to the NHE scale.

When the potential of the $\mathrm{Hg}$ is made negative, there is essentially no cathodic current in the region near $0.0 \mathrm{~V}$, where thermodynamics predict that $\mathrm{H}_2$ evolution should occur. Indeed, the potential must be brought to considerably more negative values, as shown in Figure 1.1.6, before this reaction takes place. The thermodynamics have not changed, for the equilibrium potential of half-reaction 1.1.7 is independent of the metal electrode [Section 2.2.4(e)]. However, when mercury serves as the electrode for the hydrogen evolution reaction, the reaction rate (characterized by a heterogeneous rate constant) is much lower than at Pt. Under these circumstances, the reaction does not occur at values suggested by thermodynamics. Considerably higher electron energies (corresponding to more negative potentials) must be applied to make the reaction occur at a measurable rate.

The rate constant for a heterogeneous electron-transfer reaction is a function of applied potential. Any additional potential (beyond the thermodynamic requirement) needed to drive a reaction at a certain rate is called an overpotential; thus, it is said that mercury shows “a high overpotential for the hydrogen evolution reaction.” Chapter 15 covers this reaction in detail and provides an explanation for the behavior at mercury. As we will see in Chapter 3 , an overpotential has the effect of lowering the activation barrier for an electrode reaction.

When the mercury is brought to more positive potentials, both the anodic reaction and the potential range for flow of current differ from those observed when Pt is used as the electrode. The positive background limit occurs when $\mathrm{Hg}$ is oxidized to $\mathrm{Hg}_2 \mathrm{Br}_2$ at a potential near $0.14 \mathrm{~V}$ vs. $\mathrm{NHE}(0.07 \mathrm{~V}$ vs. $\mathrm{Ag} / \mathrm{AgBr})$, characteristic of the half-reaction
$$
\mathrm{Hg}_2 \mathrm{Br}_2+2 e \rightleftharpoons 2 \mathrm{Hg}+2 \mathrm{Br}^{-}
$$
As we can surmise from these two examples, background limits vary from system to system and depend generally upon the electrode material, the solvent, and the supporting electrolyte on the working side of the cell.

物理代写|电化学代写Electrochemical代考|Addition of an Electroactive Solute

Let us now move beyond background curves by considering the previous cell with the addition of a small amount of $\mathrm{Cd}^{2+}$ to the solution,
$$
\mathrm{Hg} / \mathrm{H}^{+}(1 \mathrm{M}), \mathrm{Br}^{-}(1 \mathrm{M}), \mathrm{Cd}^{2+}\left(10^{-3} \mathrm{M}\right) / \mathrm{AgBr} / \mathrm{Ag}
$$
This case exemplifies the addition of a species of interest to a blank electrolyte for electrochemical investigation.

The current-potential curve is shown in Figure 1.1.7. Note the appearance of a reduction wave at about $-0.4 \mathrm{~V}$ vs. $\mathrm{NHE}$ arising from the reduction reaction
$$
\mathrm{CdBr}_4^{2-}+2 e \stackrel{\mathrm{Hg}}{\longrightarrow} \mathrm{Cd}(\mathrm{Hg})+4 \mathrm{Br}^{-}
$$
where $\mathrm{Cd}(\mathrm{Hg})$ denotes cadmium amalgam (i.e., with $\mathrm{Cd}$ atoms dissolved in the $\mathrm{Hg})$. The shape and height of such a wave will be covered in Section 1.3.2. 16

物理代写|电化学代写Electrochemical代考|CHEE541 A Change of Working Electrode

电化学代写

物理代写|电化学代写电化学代考|工作电极的变化


现在让我们考虑相同的电池,但将铂替换为汞工作电极:$$
\mathrm{Hg} / \mathrm{H}^{+}(1 \mathrm{M}), \mathrm{Br}^{-}(1 \mathrm{M}) / \mathrm{AgBr} / \mathrm{Ag}
$$我们仍然不能计算电池的开路电位,因为我们不能定义汞电极的氧化还原偶。通过观察外加外加电位的这种电池的行为,我们发现电极反应和观察到的电流-电位行为与前面的情况非常不同。结果如图1.1.6所示,显示了汞工作电极上的电流与该电极电位的比值,相对于参考比例尺测量,然后移至NHE比例尺


当$\mathrm{Hg}$的电位为负时,在$0.0 \mathrm{~V}$附近的区域基本上没有阴极电流,热力学预测$\mathrm{H}_2$的演化应该在那里发生。事实上,在这个反应发生之前,电位必须达到相当多的负值,如图1.1.6所示。热力学没有改变,因为半反应的平衡势1.1.7与金属电极无关[章节2.2.4(e)]。然而,当汞作为电极进行析氢反应时,反应速率(以非均相速率常数为特征)远低于铂时。在这种情况下,反应不发生在热力学所建议的值。为了使反应以可测量的速率发生,必须应用相当高的电子能量(对应于更多的负电位)


非均相电子转移反应的速率常数是外加电位的函数。任何额外的电位(超出热力学要求)都需要以一定的速率驱动反应,称为过电位;因此,有人说水银显示出“析氢反应的高过电位”。第15章详细介绍了这个反应,并解释了在水银下的反应。正如我们将在第三章中看到的,过电位有降低电极反应的激活势垒的作用


当汞的正电位增加时,其阳极反应和电流流动的电位范围都不同于以铂为电极时所观察到的。当$\mathrm{Hg}$在接近$0.14 \mathrm{~V}$ vs. $\mathrm{NHE}(0.07 \mathrm{~V}$ vs. $\mathrm{Ag} / \mathrm{AgBr})$的电位下被氧化为$\mathrm{Hg}_2 \mathrm{Br}_2$时,阳性本底极限出现,这是半反应的特征
$$
\mathrm{Hg}_2 \mathrm{Br}_2+2 e \rightleftharpoons 2 \mathrm{Hg}+2 \mathrm{Br}^{-}
$$
从这两个例子中我们可以推测,本底极限因体系而异,通常取决于电池工作侧的电极材料、溶剂和支持电解质。

物理代写|电化学代写电化学代考|添加电活性溶质


现在让我们越过背景曲线,考虑在溶液中加入少量$\mathrm{Cd}^{2+}$的前一个细胞,
$$
\mathrm{Hg} / \mathrm{H}^{+}(1 \mathrm{M}), \mathrm{Br}^{-}(1 \mathrm{M}), \mathrm{Cd}^{2+}\left(10^{-3} \mathrm{M}\right) / \mathrm{AgBr} / \mathrm{Ag}
$$
本例举例说明了将感兴趣的物种添加到空白电解液中进行电化学研究


电流-电位曲线如图1.1.7所示。注意约在$-0.4 \mathrm{~V}$ vs. $\mathrm{NHE}$处出现的还原波是由
$$
\mathrm{CdBr}_4^{2-}+2 e \stackrel{\mathrm{Hg}}{\longrightarrow} \mathrm{Cd}(\mathrm{Hg})+4 \mathrm{Br}^{-}
$$
的还原反应引起的,其中$\mathrm{Cd}(\mathrm{Hg})$表示镉汞合金(即$\mathrm{Cd}$原子溶解在$\mathrm{Hg})$。这种波浪的形状和高度将在第1.3.2节介绍。16

物理代写|电化学代写Electrochemical代考

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微观经济学代写

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线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。



博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。



微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。



计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。



MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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