Kinetyka elektrochemiczna

Kinetyka elektrochemiczna to dziedzina elektrochemii badająca szybkość procesów elektrochemicznych. Obejmuje to badanie wpływu warunków procesu, takich jak stężenie i potencjał elektryczny , na szybkość reakcji utleniania i redukcji ( redoks ) zachodzących na powierzchni elektrody , a także badanie mechanizmów reakcji elektrochemicznych . W reakcji elektrochemicznej biorą udział dwa procesy towarzyszące, które wpływają na ogólną szybkość reakcji:

• transfer elektronów na granicy faz między elektrodą a elektrolitem
• transport form redoks z wnętrza roztworu na powierzchnię elektrody; transport może zachodzić na drodze dyfuzji , konwekcji i migracji .

Współautorzy tej dziedziny to Alexander Frumkin , John Alfred Valentine Butler , Max Volmer i Julius Tafel .

Równanie Butlera-Volmera

Elementarny krok przeniesienia ładunku można opisać za pomocą modelu Butlera-Volmera zaproponowanego przez Johna Alfreda Valentine'a Butlera i Maxa Volmera . Szybkość reakcji określa równanie Butlera-Volmera :

${\ Displaystyle j = j_ {0} \ lewo \{\exp \left[{\frac {(1-\alpha )z\mathrm {F} }{\mathrm {R} \mathrm {T} }}\eta \right]-\exp \left[-{ \frac {\alpha z\mathrm {F} }{\mathrm {R} \mathrm {T} }}\eta \right]\right\},\;\eta =\mathrm {E} -\mathrm {E_ {równ.}} }$

W tym równaniu $jest$$gęstością$ prądu netto , $jest$ gęstością prądu wymiany , jest współczynnikiem przenoszenia ładunku z $}$ \ liczba elektronów przeniesionych w reakcji $jest$$\$ Faradaya , $displaystyle \ eta}$ molową stałą gazową , $temperaturą$ bezwzględną , fa $obserwowaną$ nadpotencjałem elektrody , jest potencjałem redukcji $.$ i wartością tego potencjału

Z równania wynika ujemna gęstość prądu dla reakcji redukcji ( nadpotencjał ujemny ) i dodatnia gęstość prądu dla reakcji utleniania (nadpotencjał dodatni). Znak gęstości prądu nie ma znaczenia fizycznego i jest określony przez konwencję międzynarodową.

Zobacz też

• Równanie Tafela

Bibliografia

•   Vetter, Klaus J. (1967). Kinetyka elektrochemiczna; aspekty teoretyczne . Prasa akademicka. ISBN 9780127202501 .

Linki zewnętrzne

• Media związane z kinetyką elektrochemiczną w Wikimedia Commons