1. Основные кинетические характеристики и методы их расчетов

Физическая химия. Конспект лекций / Электрохимическая кинетика / 1. Основные кинетические характеристики и методы их расчетов

i 0 – ток обмена – кинетическая характеристика равновесия между электродом и раствором при равновесном значении электродного потенциала. Токи обмена относят к 1 см2 поверхности раздела электрод-раствор.

α – коэффициент переноса заряда – характеризует степень влияния электрического поля электрода на энергию активации электрохимической стадии и определяет симметрию катодного и анодного процессов, зависит от формы потенциальных кривых.

α ≈ 0,5.

При одном и том же отклонении потенциала электрода от равновесного значения скорости реакции результативная плотность тока будет тем больше, чем выше i 0. Ток обмена i 0 зависит от природы электрохимической реакции, материала электрода и состава раствора.

Константа скорости

– скорость реакции при единичных концентрациях.

Скорость прямой реакции: где k – константа, зависящая от свойств системы и

где k – константа, зависящая от свойств системы и способа выражения скорости процесса;

Cox – концентрация реагирующих частиц;

Ea – энергия активации разряда в отсутствии скачка потенциала между металлом и раствором.

Скорость обратной реакции где CRed – концентрация частиц Red (восстановление

где CRed – концентрация частиц Red (восстановление продуктов);

Еa– энергия активации реакции ионизации при скачке потенциала между металлом и раствором, равным нулю.

Энергия активации электрохимического процесса зависит от величины электродного потенциала, природы ее непосредственных участников и электрода.

Энергия активации при постоянном перенапряжении η – эффективная энергия активации. Если энергия активации не зависит от перенапряжения, то ее появление замедляет диффузию.

Метод расчета величин α и i 0 основан на явлении редоксикинетического эффекта заключается в том, что при наложении переменного тока на электрод его потенциал смещается в ту или иную сторону на некоторую величину от первоначального значения. Это смещение – редоксикинетический потенциал

ψ. Связь редоксикинетического потенциала ψ с кинетическими параметрами а и i 0 такая: если наложить переменный ток на электрод, находящийся в равновесии с соответствующими ионами в растворе, то за время катодного полупериода он окажется заполяризованным катодно, причем зависимость между η и i при условии замедленности стадии разряда будет передаваться уравнением При достаточном удалении от состояния равновесия

При достаточном удалении от состояния равновесия Из последнего выражения следует, если α= 0,5,

Из последнего выражения следует, если α= 0,5, то ψ = 0, чем сильнее α отклонена от 0,5, тем больше ψ.

Энергия активизации

– энергия, представляющая собой минимальную энергию, достаточную для осуществления акта химической реакции.

Смотрите также

Введение
В настоящее время развитие производств, применяющих смесь азотной и серных кислот в качестве нитрующего агента, привело к получению  огромных количеств отработанных кислотных смесей. Эти смеси с эк ...

Полимерные оптические волокна
...

Биологическая роль аминокислот
...