計時庫侖法英文解釋翻譯、計時庫侖法的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 chronocoulometry

分詞翻譯：

計時的英語翻譯：

reckon by time; time
【經】 timekeeping

庫侖的英語翻譯：

coulomb
【醫】 coulomb; weber

法的英語翻譯：

dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law

專業解析

計時庫侖法（Chronoamperometry）是一種重要的電化學分析技術，用于研究電極表面發生的氧化還原反應動力學和擴散過程。其核心原理是通過施加一個恒定的電位階躍（Potential Step）到工作電極上，同時監測并記錄電流隨時間的變化（i-t曲線）。

一、核心原理與定義

電位階躍：實驗開始時，工作電極電位從初始值（通常無顯著反應發生）瞬間階躍至目标電位（足以驅動目标物質的氧化或還原反應）。
電流響應：階躍後，電極表面附近的電活性物質濃度發生突變，形成濃度梯度，導緻物質從本體溶液向電極表面擴散。電流（i）主要受擴散過程控制，并隨時間（t）衰減。
Cottrell方程：計時庫侖法中的電流衰減遵循Cottrell方程： $$ i(t) = frac{nFAD^{1/2}C}{pi^{1/2}t^{1/2}} $$ 其中：
- $i(t)$：時間t時的電流（A）
- $n$：電極反應轉移的電子數
- $F$：法拉第常數（96485 C/mol）
- $A$：電極面積（cm²）
- $D$：電活性物質的擴散系數（cm²/s）
- $C$：電活性物質的本體濃度（mol/cm³）
- $t$：時間（s）該方程表明電流與時間的平方根（$t^{1/2}$）成反比，是擴散控制的典型特征。

二、主要應用領域

擴散系數測定：通過拟合實驗得到的i-t曲線（尤其早期數據）到Cottrell方程，可以計算電活性物質的擴散系數（D）。
電極面積标定：使用已知濃度和擴散系數的标準物質（如K₃[Fe(CN)₆]），根據Cottrell方程可精确測定電極的真實有效面積（A）。
反應機理研究：結合其他技術，可用于判斷反應是否受擴散控制，或是否存在吸附、化學反應耦合等複雜步驟。
定量分析：在擴散控制條件下，特定時間點的電流或積分得到的電荷量（庫侖量）與電活性物質的濃度成正比，可用于定量檢測。

三、技術特點

優點：實驗裝置相對簡單，理論成熟（Cottrell方程），能直接提供擴散動力學信息，是測定擴散系數和電極面積的标準方法之一。
局限性：電流隨時間衰減快，信噪比在後期變差；對雙電層充電電流和溶液電阻（iR降）敏感，尤其在短時間尺度或高電阻體系中；主要用于擴散控制過程的研究。

四、參考資料

電化學基礎教材：如Bard和Faulkner的《Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications》（第2版）對計時庫侖法有詳細的理論推導和應用介紹。
分析化學參考書：如Skoog, Holler, Crouch的《Principles of Instrumental Analysis》包含對計時安培法的原理和應用概述。
專業數據庫與百科：ScienceDirect、SpringerLink等學術數據庫收錄了大量應用計時庫侖法的研究論文。Chemistry LibreTexts的Electrochemistry章節提供了線上概念解釋。
儀器制造商技術文檔：如Metrohm、Gamry Instruments、Pine Research等電化學工作站制造商的應用說明（Application Notes）常包含計時庫侖法的實驗指南和實例。

網絡擴展解釋

計時庫侖法（Chronocoulometry）是一種通過測量電量與時間關系來研究電極過程的分析方法。以下是其核心要點：

1.基本定義

計時庫侖法又稱計時電量法，屬于電化學分析法。它通過向工作電極施加電位階躍，記錄電解過程中流過的總電荷量（Q）隨時間（t）的變化關系，主要用于研究電極表面吸附現象及定量測定電活性物質的吸附量。

2.原理與公式

科特雷耳方程：該方法的核心公式基于平面電極的線性擴散模型： $$ Q = frac{2nFAD^{1/2}c0}{pi^{1/2}} t^{1/2} + Q{dl} $$ 其中，Q為總電荷量，n為電子轉移數，F為法拉第常數，A為電極面積，D為擴散系數，c₀為電活性物質初始濃度，Q_{dl}為雙電層充電電荷（實驗常數值）。理想情況下，Q與t^{1/2}呈線性關系。

3.實驗特點

與計時電流法的區别：計時庫侖法記錄的是電荷量而非電流值，通過積分電流信號得到Q-t曲線，能更直觀反映吸附和擴散過程。
修正項Q_{dl}：實際實驗中需考慮雙電層充電的影響，導緻Q-t^{1/2}直線不通過原點，需通過數據拟合分離吸附貢獻。

4.主要應用

吸附研究：定量分析電活性物質或表面活性物質在電極表面的吸附量。
反應機制分析：用于探究偶合化學反應（如催化、絡合反應）對電極過程的影響。

5.擴展說明

計時庫侖法常與雙電勢階躍法結合，通過兩次電位躍遷進一步區分擴散和吸附控制過程，提升分析精度。

如需更詳細實驗步驟或案例，可參考電化學分析教材或專業文獻。