塔菲尔电化学方程式

概述

电化学极化是极化现象中最重要的一种。除第八族元素铁、钴、镍外，一般金属析出时电化学极化的超电势很小。而有气体析出的体系（如氢电极、氧电极、氯电极等）电化学极化超电势较大。研究得较为深入的是氢气析出的电极过程。由实验中得知氢的超电势不仅与电流密度有关，还取决于电极材料的性质和电极的表面性状、溶液的本性和组成以及温度等因素。在与平衡电极电势偏离程度很小范围内（低超电势）时，氢超电势和电流密度的对数之间存在线性关系。

塔菲尔公式

1905年，塔菲尔（ Tafel）发现对于一些常见的电极反应，氢的超电势与电流密度之间在一定范围内存在如下的定量关系：η=a+blgi。

式中过电位和电流密度i均取绝对值（即正值），a和b为两个常数，它们决定于电极材料、电极表面状态、温度和溶液组成等。a表示电流密度为单位数值（1A/cm）时的过电位值，根据a值的大小，可以比较不同电极体系中进行电子转移步骤的难易程度。b值是一个主要与温度有关的常数，对大多数金属而言，常温下b的数值在0.12V左右。

测定a、b值是研究电极反应动力学的一种重要途径，也是电解工业推算槽电压与电极电流密度关系的依据之一。该公式适用于电流密度较高的区域。在i非常小时，此式不适用。在i很小、超电势也很小（ηu003c±0.03伏）时，超电势与电流密度呈线性关系，即η=ki。k为比例常数。