PAGEPAGE12第十章 電化學測量技術[1-3]腐蝕測量技術涉及范圍較廣，如電化學測量，金相顯微技術，表面能譜與電鏡，偏光橢圓儀，超聲波測厚，材料力學試驗與測量，以及生物鑒定與豐富培養試驗等。由于絕大多數腐蝕過程的本質是電化學性質的，在腐蝕機理研究、腐蝕試驗及其工業腐蝕監控中，廣泛地利用金屬/電解質界面（雙電層）的電化學性質，所以電化學測試技術已成為重要的腐蝕研究方法。但是由于實際腐蝕體系是千變萬化和十分復雜的，因此當把實驗室的電化學測試結果推廣到實際應用時，必須十分謹慎，而且往往還需要借助于其它定性或定量的試驗研究方法綜合分析評定和鑒證。總之，在考慮電化學研究方法優點的同時，應十分注意它的局限性。以下介紹部分電化學測量的實驗裝置、理論依據和操作方法。§10-1電化學測量技術的實驗裝一． 電解池電解池的結構和電極的安裝對電化學測量有很大影響，因此正確設計和安裝電解池體系，是電化學測試中非常重要的環節。設計和安裝電解池時應當考慮下列因素：毛細管位置要選擇適當，一般與研究電極表面的距離為毛細管直徑的2倍。應使研究電極表面上的電流密度分布均勻，從而使電位分布均勻，為此要根據電極的形狀和安裝方式正確地選擇輔助電極的位置。也應為平面電極，且兩個電極的工作平面要相互平行，電極背面要絕緣；如果研究電極的兩面都工作，則應當在其兩側各放一個輔助電極。極時，輔助電極應為長圓筒形，輔助電極直徑要遠遠大于研究電極的直徑，參比電極要放在研究電極的中心位置。電解池的體積要適當，而且要考慮到電極面積的大小以及電極面積與溶液體積之比。電解池體積太大，消耗溶液太多，造成浪費；體積太小，在長時間的測量中，會引起溶液成份的變化，影響測定結果。電極面積的大小主要根據研究目的、設備條件（如恒電位儀的輸出功率）等因素綜合考慮。為了輔助電極不發生明顯極化，通常采用大為了避免過快的消耗溶液而使得溶液成份發生變化，電池面積與溶液體積之比不宜太大，一般要求50mL溶液/cm2電極面積。電極的影響，通常在研究電極室與輔助電極室之間用燒結微孔玻璃隔開。如果測量需要在一定氣氛下進行，電解池必須有通氣裝置和水封，攪拌和恒溫裝置。究電極毗連。二． 電極：力線均勻分布。溫度系數小；(5)制備、使用和維護方便。海水中銀—鹵化銀固溶體參比電極①.海水中固溶膠的穩定組成溴離子對海水中Ag（I）的溶解度影響如圖1所示。在5～36鹽度范圍內，按照天然海水中溴的氯度比（0.00342）添加溴化鉀后降低到原來的0.77，進而得到固—液平衡x ≈Ag+ Agcla =0.77，即固溶體平衡組成為0.77Agcl·0.23AgBr，與計算值（0.76Agcl·0.24AgBr）非Agcl常接近。海水中氯化銀電極和固溶體電極的電勢漂移如圖2所示。顯然固溶體電極電勢漂移較小，且受攪拌影響也小。②.海水中固溶體電極的Nerst響應實驗與計算結果見表1。電勢值取3支實驗電極的平均值。氯離子活度系數（cl

），液界電勢）和海水密度）Ej sˊ為校正E（Eˊ=E-E）。經線性回歸得出以下相關方程：j jE=79.6-53.4㏒(S) (r=0.99995)Eˊ=-28.2-59.1㏒a- (r=0.9998)cl顯然,Eˊ與a-之間具有嚴格的Nerst關系。E與S之間的半對數關系在實用上非常方便。cl③.固溶體電極的穩定性室溫下18只固溶體電極在天然海水中的電勢值除兩支偏離大外，其余基本一致，平均偏差0.2mV,隨溫度變化呈相同波動。3支固溶體電極，在室溫（7～28.4℃）下天然海水(鹽度為30.70)中連續浸泡(1986.1—1989.11)結果表明,其電勢(E)、極化電阻率(RE和R作為溫度P P（t）和時間（T）的函數，可表示為E=[E+（t-25）]（1+t）25R

+ˊ(t-25)](1+ˊT)P P25

和Rp

是25℃時的電勢和極化電阻率；和分別是電勢的溫度系數和漂移系數；ˊ25 25ˊ結果為：E=0.21mV,=0.22mV/℃,=-0.31mV/a25R=0.53kΩ·cm2,ˊ=-0.05kΩ·cm2/℃,ˊ=-0.02kΩ·cm2/ap25浸泡1415天的固溶體電極表面幾乎仍持原色度，而氯化鉀電極卻變呈黃褐色。④．固溶體電極的標準電勢（E0ˊ）由(2)式得到E0ˊ=-28.2mV(vs.。已知氯化銀電極標準電勢E0 -=-21.4mV(vs.Ag+Agcl，clSCE)。兩者相差6.8mV,與海水中Br-對Ag(I)溶解度影響的實驗結果（6.7mV）一致,由此計算得到固溶體中氯化銀活度a =0.77,該合成固溶體材料在天然海水中具有熱力學穩定性。Agcl⑤．溫度對固溶體平衡組成的影響包括對溶度積比K /K

,活度比a

/a-和過剩自由能△G

等三部分影響。已知sp（AgBr）

sp（Agcl）

cl-

AgBr△G=-0.582+5.85×103(t+273)kJ/mol，既溫度對固溶體理想程度影響不大。海水組AgBr成保守性使c

-/c-幾乎與溫度無關，且cl-和Br-的Kielland值相同，故溫度對a

-影響cl Br cl Br也不大。由不同溫度的K

和K ，求得標準反應熱△H0

=-65.97KJ/mol,△sp（Agcl）

sp（AgBr）

AgclH0 =-65.01KJ/mol,可見溫度對Ksp /K 影響也不大。因此，溫度對海水中固溶體組AgBr成穩定性的影響并不顯著。⑥．作為鹽度傳感器的可能性

（AgBr）

sp（Agcl）固溶體電極是研究海水電化學性質的理想無液界參比電極，也可用作鹽度傳感器。由以下雙液界的雙標液三電極測量體系，（E） （E）1 2固溶體電極，標準海水（S）∣固溶體電極，被測海水（S）∣標準海水（S），固溶體電極1 2可按下式直接計算海水鹽度，而且受溫度、攪拌和液界電勢影響較小。S=exp[(ES+ES)/(EE1 2 1 1 1 2⑦.固溶體電極的極化電阻率R01號金相砂紙pR80目砂布磨光后Rp p小一半；將電極反復極化處理可使R降低80℅；制成多孔電極后R可減小1-2個數量級。設計p p壽命5-10年的固溶體電極已成功地用于艦艇、海水管道、原油碼頭和濱海電廠冷卻系統的陰極保護工程。常用參比電極及其基本性能見表10-1。2 22 22表10-1常用參比電極基本性能(25o2 22 22參比電極名稱電極結構電極電勢溫度系數一般用途(V)(mV/oC)標準氫電極Pt,H2(1atm)|H+(a=1)0.0000酸性介質飽和甘汞電極Hg,HgCl|飽和KCl0.244-0.65中性介質海水甘汞電極Hg,HgCl|海水0.296-0.28海水飽和氯化銀電極Ag,AgCl|飽和KCl0.196-1.10中性介質海水氯化銀電極Ag,AgCl|海水0.25-0.62海水當量氧化汞電極Hg,HgO|NaOH(c=1mol/L)0.114堿性介質當量硫酸亞汞電Hg,Hg2SO4|H2SO4(c=1mo0.676酸性介質極l/L)飽和硫酸銅電極Cu,CuSO4|飽和CuSO40.316+0.02土壤，中性海水鋅電極Zn|Zn(OH)|海水-0.82海水持惰性的金屬材料如Ag、Ni、W、Pb等，在特定情況下有時使用指定材料。三． 電勢測量儀器：一般使用高阻數字電壓表、pH計、離子計、直流電位差計、直流數字電壓表以及用運算放大器和晶體管組成的各種高阻電壓表等等。四． 電流測量儀器：可以直接使用數字式或指針式電流表串聯在輔助電極線路中測量電(如電阻箱)這樣用一個數字電壓表通過雙刀雙擲開關，即可測電勢，又可測電流。§10-2極化曲線的測一． 電極電位測量原理浸在某一電解質溶液中并在其界面發生電化學反應的導體稱為電極。當金屬于電解質溶液接觸時，在金屬與溶液的界面處將產生電化學雙電層，此雙電層兩側的金屬相和溶液相之間的電位差稱為電極電位。至今無論是用理論計算還是試驗測定，都無法得到單個電極上雙電層電位差的絕對值，即不能直接測定單個金屬電極的絕對電極電位。但是，電池電動勢是可以精確測量的，只要將研究電極與另外一個選定的參比電極構成原電池，測量其電動勢，也就是兩個電極的電位差，通過比較的方法就可以確定所研究的金屬電極的相對電極電位。只要參比電極的電極電位是穩定不變的，就可以測定所研究電極的電極電位隨時間的變化規律，也可以相對比較不同金屬在同一電解質溶液中或同一金屬在不同電解質溶液中的電極電位。如果參比電極的電極電位值是已知的，那么一系列金屬的電極電位也就可以定量計算了。為此國際上統一規定，氫離子活度為1的氫電極在298K和氫氣壓力為1atm時的電極電位為零，此電極是標準氫電極。此外參比電極種類很多，在記錄或報告試驗結果時必須同時注明參比電極的種類。測量技術電極電位測量一般有兩類：一類是測量腐蝕體系無外加電流作用時的自然腐蝕電位及其隨時間的變化；另一類是測量金屬在外加電流作用下的極化電位及其隨電流或時間的變化。電極電位測量比較簡單，但技巧性很強。除了研究電極外，需要一個參比電極和一個電位測量儀器，以及一個裝有試驗電解質溶液的電解池。測量電位時必須保證由研究電極和參比電極組成的測量回路中無電流通過，或電流小到可以忽略不計，否則將由于電極本身的極化和溶液內阻上產生歐姆電壓降而引起測量誤差，影響測量精度。為了避免上述現象產生，一般選用高輸入阻抗的電位測量儀器。選定一個穩定可靠的參比電極是保證正確測量電位的另一個重要條件。高輸入阻抗儀表與高電阻電極應之間的連接線當使用屏蔽線。參比電極與研究電極之間溶液電阻上產生的歐姆電壓降會給電位測量帶來誤差，試驗過程中應盡量消除。二．極化曲線測量測量原理極化曲線測量一般可以分為兩類：控制電流法以電流為自變量，遵循規定的電流變化程序，測定相應的電極電位隨電-還包括斷電流法，即在斷電流的瞬間，測量電極電位及其變化。控制電流法是在每一個測量點及每一瞬間，電極上流過的電流都被控制在一個規定的數值。當電流保持恒定不變使稱為恒電流法,測得相應的極化曲線稱為恒電流充電曲線。控制電位法以電位為自變量，遵循規定的電位變化程序，測定相應的極化電流隨-質是在每一個測量點及每一瞬間，電極電位都被控制在一個規定的數值。當電位保持恒定不變時稱為恒電位法，測得相應得極化曲線稱為恒電位充電曲線。控制電流法和控制電位法按照自變量變化程序可以分為穩態法、準穩態法和連續掃描法三種。恒電位穩態法是指恒電位測量時與每一個給定電位對應的響應信號（電流）完全達到穩定不變的狀態。恒電流穩態法同樣如此。在測量技術上要求某參數完全不變是不可能的，考慮到儀器精度及其試驗要求，例如可以規定所測量的電位在5min內變化不超過1mV就可以認為達到穩態。穩態極化曲線都是用逐點測量技術獲得的，此即經典的步階法。準穩態法是指在給定自變量（恒電位時為電位，恒電流時為電流）的作用下，相應的響應信號（恒電位時為電流，恒電流時為電位）并未達到完全穩態時記錄數據。因為穩態法時間太長，且因體系而異，試驗測量很不方便，測量結果的重現性和可比性較差。為此，可以人為規定在每一個給定自變量水平上停留規定的同樣時間，在保持時間點，讀出或記錄相應的響應信號，接著調節到程序規定的下一個給定自變量繼續試驗。例如，可以統一規定在每一個給定自變量的水平上保持5min連續掃描法是指利用線性掃描信號電壓控制恒電位儀或恒電流儀的給定自變量（電位或電流），使其按預定的程序以規定的速度連續線性變化，用X-Y函數記錄儀同步記錄給定自與響應信號，自動繪出極化曲線。由此得到的是非穩態極化曲線。控制電位連續掃描所測得的稱為動電位極化曲線，控制電流連續掃描所測得的稱為動電流極化曲線。控制電位的慢速連續掃描具有恒電位的性質，故又稱為控制（恒）電位掃描法。測量技術為測定極化曲線，需要同時測定研究電極上流過的電流和電極電位，因此常采用三電極體系。圖10-1是穩態和準穩態測量極化曲線的基本系統裝置，由極化電源（一般常用恒電位儀）、電流與電位檢測儀表、電解池與電極系統組成。該三電極系統構成兩個回路，極化回路即電流測量回路和電位測量回路。測量動電位極化曲線的電位掃描系統，其特征是加到恒電位儀上的基準電壓隨時間呈線性變化，使得研究電極的電位也隨時間呈線性變化。測量完整的極化曲線，因其極化電流的變化范圍很大，有時可達4~5數量級，此時可以使用對數轉換器，直接記錄E-lgi位掃描測量極化曲線的測試系統裝置如圖10-2所示。§10-3一．金屬電化學腐蝕速度基本方程對于一個電對反應（O+ne→R）的情況，即在電極上同時存在著氧化反應R→O+ne及其逆反應還原反應O+ne→R。在平衡電位E平

下，二者的反應速度相等，此時的電流稱為交換電流i0

。當金屬在電解液中腐蝕時，金屬上存在兩對或更多電對反應。譬如，鋅在酸性溶液中腐蝕時，至少就有兩對電化學反應：Zn=Zn2++2e2H++2e=H2此時金屬鋅的氧化速度i1

大于鋅離子的還原速度i1

，有鋅的凈溶解，通常稱為腐蝕的陽極過程；同時氫離子的還原速度i2

大于氫的氧化速度i2

，有氫的凈還原反應，稱為腐蝕的陰極過程或陰極去極化過程。在腐蝕電位E

下，鋅的凈氧化速度(i i)等于氫的凈還原速度corr 1 1（i i ）。結果鋅發生凈溶解而腐蝕，其腐蝕速度為：2 2i =icorr

i=i i1 2 2

(10-1)corr如腐蝕極化圖10-5所示，當自腐蝕電位E 與兩個電化學反應的平衡電位相距較遠corr（>2.3RT/F）時，在自腐蝕電位附近，電極上的四項反應速度可以略去兩項i和i1 2

，于是i =i=icorr 1 210-3中極化曲線i和i1 2

的交點可得腐蝕電流i 和自腐蝕電位E 。corr corr不難看出下的腐蝕速度i 與E 下的交換電流io非常相似。對處于自腐蝕狀態的金corr corr 平電位負移，使電極上的凈還原速度增加，氧化速度減小，二者的差值為極化電流。所以，陰極極化電流為：i c 2

i)(i2

i)i1

i1

i) (10-2)1當自腐蝕電位E

與兩個電化學反應的平衡電位E 和

相距較遠時，則略去兩項i和i ，于是i2

i i2 1

corr。反應速度i2

1 平2 1和i與過電位的關系為：1i i2

exp(

c)bc

(10-3)ii1

corr

exp(

A)b

(10-4)其中 bc

A2.303RT,nF

b 2.303RTA nF式中，i 為腐蝕電流密度，η為相對于自腐蝕電位E 的過電位，通常取正值，即corr corr E E， EE ，因此c corr A corri

exp( b c)

A) b

exp( b c)

c)b

(10-5)c corr corr c A c A同樣，陽極極化電流為：i i

i

exp(

b

A)exp(

b

c)i

exp(

b

A)exp(

b

A

(10-6)A 1 2 corr corr A c A c這就是電化學極化下金屬腐蝕速度的基本方程式。當腐蝕電極上任意一個反應，即某一陽極反應或陰極反應以限定速度進行時，例如，金2+4++4e→在一定條件下氧到達金屬表面的速度受氧的擴散速度控制，因此，金屬的腐蝕速度也受氧的ic等于氧的極限擴散電流密度id0，bc大；同樣，當金屬鈍化后，腐蝕過程受陽極反應控制，這時id等于鈍化膜的溶解速度，與電0ba為無窮大。因此，在上述兩種情況下，i

1exp(

c)，i

exp(

A)1

(10-7)c corr

bA

A corr bA上述四式是金屬腐蝕動力學方程式，是電化學測定金屬腐蝕速度的理論基礎。

corr

需要對金屬腐蝕電極加以極化，使它偏離自腐蝕狀態，測定該電極對外加極化的響應，就可以求出電化學腐蝕動力學參數ba、bc和icorr等。如前文所述，極化的方式和程度各式各樣：有控制電流法和控制電位法，可用恒交、階躍、方波、三角波、正弦波等各種電流與電位信號；可以小幅度（微擾技術極化），也可大幅度極化。從Tafel弱極化區三點法、線形極化法、恒流暫態法、恒庫侖法、交流阻抗法和循環伏安法等。下面介紹其中主要的幾種常用方法。二．Tafel直線外推法測定金屬腐蝕速度根據Tafel極化曲線方程可以測定金屬腐蝕速度，當用直流電對金屬腐蝕電極進行大幅度（一般過電位>70mV）極化時，腐蝕動力學方程式可簡化為：2.3ccci i cccc 2

corr

exp(

c)或b c

b

log

corr

logi

(10-8)i iA 1

icorr

exp(A或b A

bA

log

corr

b logiA A

(10-9)若將η對logi做圖可得直線（如圖10-4所示）Elogi極化曲線，由其直線段的斜率求得bC和b

。將極化曲線的直線段外推與η=0水平線相交，交點所對應的電流密度為腐蝕速度i

corr

A。此方法簡單、明確，但強極化使自然腐蝕過程受到干擾，電極表面容易發生變性，同時造成IR降和濃差極化較大。此法常用于測定酸性溶液中金屬腐蝕速度及緩蝕劑的緩蝕效率。三．線形極化法測定金屬腐蝕速度線性極化技術是采用微極化測量，快速測定瞬時腐蝕速度的電化學方法，目前已有商品專用儀器。原理。此法基于小幅度極化(一般過電位<10mV)，過電位與極化電流成線性關系這一事實。當進行微陰極極化時由電化學動力學方程i i

exp(

c)exp(

c)可知，若將指數項以級c corr bcx2

bA 數展開，即ex

1x

，由于過電位η很小，可以略去高次項，從而得到： i i

(

c)(2.32.3)i

bb ic)A 或 i c A cc)A

(10-10)corr b bc A

b b corr cc A

corr

2.3(b b i與成正比，即在η<10mV內，極化曲線為直線，直線的斜率稱為極化電c c阻，即R

d(dic)

bb1cA ，則i c A 1cA

(10-11))P )c

corr

2.3(b b R同理對腐蝕金屬進行微陽極極化時，可得到 bb i bb 1 Bicorr

c2.3(bc

A A) ) A A

c2.3(bc

A b) R RA P P

(10-12)其中B bcbA2.3(bc

b)A對于擴散控制的腐蝕體系，如吸氧腐蝕過程中，陰極去極化反應受氧的擴散控制，此時bc近似于無窮大，則i

A1，對于鈍化控制的腐蝕體系，如鎳在硫酸中的陽極過程受b b

2.3 RPb 1鈍化控制，此時ba近似無窮大，則i

A ，由上述線形極化的基本公式，由此可見腐corr

2.3 RP蝕速度與極化電阻成反比。當測得b

、b、R

后，就可求得金屬的腐蝕速度。該方法簡便、A c P快速，對被測體系影響較小，故重現性很好，但此方法誤差較大。測定方法測定b、b的方法主要有：A c由Tafel直線段的斜率求得；R測定的方法主要有：RP恒流暫態法，也稱恒流充電法；動電位掃描極化曲線法；四．弱極化區三點法測定金屬腐蝕速度利用線形極化區和強極化區之間的極化數據來測定金屬腐蝕速度，其過電位范圍一般選擇在10~70mV之間，屬于弱極化區，故稱弱極化法。它可同時測定bc、b和i

。利用弱極A corr化區的數據可由曲線擬合法或迭代法求得bc、b和i

，也可用三點法求得。A corr如圖10-7所示，在陽極極化時，i

(exp(2.3exp(2.3η(i )A

icorr

AbA

c10b)。c

A corr bA

bccA cAη值后，則得到：(i)c

icorr

b)；同理，若再設定一個2η值，則有(ic

)

icorr

cbc

2bA)。b

(i)

(i)令 x10，y

bA，r c(iA)

，sc(ic)(i)

i (x

i (x

y2)則 r c

corr xy，scorr

xy(i )A

icorr

(11y x

i (xy)corr(xy)24xys(xy)24xys24r1 1 則得：x[(xy)(xy)][s s24r1 1 y[(xy)(xy)][s s24r2 2因此，可由實驗數據、

、r、s算出b、b 及i 。icorr

ccs24rics24ri(xy)

A c corr

（10-13）log[s s2log[s s24r]log2c logxlog[s s24log[s s24r]log2A logy

（10-14）（10-15）s24rc=10~70mV可有一組irss24rccorr A c 對ic作圖，log[s s24r]log2對作圖，log[s s24r]log2對-作圖，分別得出三條直線，直線的斜率分別i 及bb。當陰極過程中的擴散步驟為控制步驟時corr A c r=y，s=1+y。當陽極過程受鈍化控制時，b，y=1，r=x，s=1+x。A另外，根據具體情況在弱極化區還有兩點法、四點法和計算機解析法等。此法適用于電化學極化控制，且金屬自腐蝕電位偏離其陰、陽極反應平衡電位較遠的均勻腐蝕體系。可用恒電位法測得弱極化曲線，從中取得若干組、2、

)、(i)、(i)

等數據。五．微極化范圍內的恒流暫態法測定腐蝕速度

A c

c2對于易鈍化的金屬，如不銹鋼，由于腐蝕速度極低，Rp很大，使得電極時間常數很大，因而達到穩態所需時間很長，長時間內很難保證腐蝕體系的自腐蝕電位不發生變化，因此用穩態法測定極低的腐蝕速度往往帶來很大誤差，為此提出了微極化下的恒流暫態法，也叫恒電流充電曲線法。這種方法不要求測定穩態數據，而是用暫態過程中的數據推算穩態下的腐蝕速度。10-6態下的電極以恒電流i進行陰極或陽極極化時，可得到充電曲線：PdtPdiRP

eRC

) （10-16）用恒電流i對電極充電，記下不同時間的電極電位，畫出電位—時間曲線，即恒電流充電曲線，然后用切線法或兩點法求Rp。切線法：d i tPd由上式對t微分得 eRCPddt Cd當t0時，d idt Cdd i這是充電曲線t=0處的斜率，以m0表示，則m0(dt1 令同一充電曲線的t=t處的斜率為1 t

) ，t0 Cdd i 1則 m1 dt

tt1m

eRPCdCd 1由此得出

tm1eRPCd0mtm 11 當t=t時，η=η ，則 iR1 1 P

RPCd)，將m1代入上式則：0m m m iR 1) 0 1iR，1 P m m P0 1m 所以，R 0 1

（10-17）P (m0

m) i1根據上述原理，該方法圖解如圖10-7所示，實驗具體做法為：（器或快速記錄儀來實現），其穩態時的過電位不應超過10mV；在充電曲線的原點作切線，得斜率m0；在充電曲線上任選一點t1η1，在對應曲線點處作切線，得斜率m1；0 1 1 將m、m、和iR0 1 1 兩點法1 1 1 在充電曲線上選兩點t=t和t=2t，與之響應的和1 1 1 t 2t 1 1 iReRC)， iReRC)Pd Pd1 P 2 Pt t 1

兩式相除得：1

1

RPCd，即eRPCd

2 1

，代入1所以：

iR

1)

2 1 22

R

2 1

（10-18）1 P 1

P 1b 1

(21

)i2對于擴散控制體系，b，則i

A ，測得b和R后，代入可求得i 。C b

2.3 R A P1

corr對于鈍化體系，b，則i AA

，測得bc和Rp后,代入可求i 。corr

2.3 RP

corr§10.4交流阻抗法及循環伏安一． 交流阻抗法交流阻抗法是研究快速電極過程、雙電層結構和吸附情況的常用方法，在腐蝕及電化學研究中占有重要位置。電學知識對于交流回路，其阻抗Z在純電阻上為R，在純電容上為1jc

j，在純電感上為jωL，c其中ω為正弦波的角頻率，即ω=2πf，f為正弦波頻率。串聯回路總阻抗為各部分阻抗的代數和，即ZR 1jc并聯回路總導納Y=1/Z為各部分導納的代數和，即Y電解池的等效電路

1 1 。R 在交流電通過電解池的情況下，可以把雙電層等效地看作電容器，把電極本身、溶液及電極反應所引起的阻力看成電阻，因此可把電解池分解為如圖10-8所示的交流阻抗電路。圖中，A、B表示電解池的研究電極和輔助電極兩端；RR、表示研究電極和輔助電極本身的電阻；RRA BC表示研究電極和輔助電極之間的電容；CABR表示溶液電阻；RLCd、Cd`表示研究電極和輔助電極的雙電層電容；f R Z、Z`表示研究電極和輔助電極的交流阻抗（電解阻抗或法拉第阻抗）；Cd與Zff R 一般電解池體系中，、很小，可視為開路；又因兩電極之間的距離比起雙電層厚度A BC大得多，則 也很小，可忽略，因而可以認為回路不存在。CAB當輔助電極使用大面積惰性電極時，Cd'很大，Zf'較小，故其界面阻抗可以忽略，則等效電路簡化為圖10-9所示情況：