2. Уравнения электрохимической кинетики, пределы их применимости

ΔGA = ZFE(1 – α) (5)

С учетом уравнений (4), (5) уравнения (2), (3) примут следующий вид:

Различие знаков у электрона объясняется тем, что катодная поляризация («–») ускоряет прямую реакцию и замедляет обратную реакцию.

Введем в уравнение (8) плотность тока обмена – i 0.

Вместо потенциала введем перенапряжение:

полное уравнение поляризационной кривой.

Вывод из уравнения (10):

1) при равновесном потенциале, когда ток равен нулю, уравнение (10) преобразуется в уравнение Нернста:

2) при малых величинах η:

При сдвижении потенциала от равновесного (59 m В);

η = a + b ln i – уравнение Тафеля в простом виде при замедлении стадии переноса заряда.

Величина i 0 (тока обмена) и α (коэффициента переноса) – основные кинетические параметры стадии переноса заряда (q). Они могут быть определены из экспериментальных измерений, для этого на исследуемом электроде снимают зависимость η– i или Ei – i.

Поляризационная кривая судит о коррозионной стойкости металлов.

Перестраиваем поляризационную кривую в координаты:

Определяем const а и b в уравнении Тафеля, определяем b:

Из коэффициента b найдем а, после подставим в а и найдем i 0.

Перенапряжение Н2 (водорода).

Источник выделения Н2 – Н2SO4→

Н++ НSO4–

Источник выделения Н2 – Н2О →

Н++ ОН-.

В рН < 7 Н2 выделяется по реакции.

Н2 всегда выделяется в потенциалах более отрицательных, чем равновесный потенциал, то есть с перенапряжением.

Суммарный процесс выделения водорода состоит из следующих стадий:

1) доставка к поверхности катода реагирующих частиц Н3О+;

2) разряд Н3О+ с образованием Надс

3) удаление выделяющегося Надс с поверхности электрода может происходить тремя путями:

а) каталитическая рекомбинация

где К at– материал катода;

б) электрохимическая десорбция – удаление Н2 происходит на уже адсорбированных атомах

в) эмиссия включает две стадии:

Для Pt замедлена стадия а), для других металлов (Hg, Pb) – стадия разряда, Н+ – самый подвижный.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru