Электрохимическая поляризация

Химическая поляризация

Концентрационная поляризация

Изменение потенциала электрода вследствие изменения концентрации реагентов в приэлектродном слое при прохождении тока называется концентрационной поляризацией.

Изменение концентрации реагирующих веществ в приэлектродном слое связано с замедленностью подвода реагентов к электроду и отвода продуктов реакции от него.

Концентрационная поляризация уменьшается при увеличении коэффициента диффузии, а также при уменьшении толщины приэлектродного слоя. Это достигается с помощью конвекции (перемешивания) раствора.

Поляризация называется химической, когда она вызываеся изменением химического состояния электрода. Рассмотрим на примере элемента Вольта.

(А) Zn | H₂SO₄ | Сu (К)

Zn - 2e = Zn²⁺ 2H⁺ + 2e = H₂

Потенциал положительного электрода уменьшаеся, т.к. насыщение водородом приводит к образованию ” водородного электрода “, потенциал которого меньше, чем у металлического.

Изменение потенциала электрода, обусловленное замедленностью собственно электрохимической стадии процесса, называется электрохимической поляризацией или перенапряжением.

Электрохимическая реакция протекает лишь тогда, когда реагирующие частицы обладают энергией большей, чем энергия активации.

Как и химическая реакция, электрохимическая реакция протекает лишь тогда, когда реагирующие частицы обладают энергией большей, чем энергия активации.

Скорость электрохимической реакции, как и химической, увеличивается с повышением температуры, а также при использовании катализаторов. С увеличением температуры растет доля активных молекул. В случае применения катализатора понижается энергия активации, т.е. опять же увеличивается доля активных молекул.

Энергия активации электрохимической реакции может быть также снижена при изменении потенциала электрода по сравнению с его равновесным потенциалом, т.е. при поляризации. А так как при уменьшении Е_а увеличивается скорость реакции, то увеличение поляризации приводит к ускорению электрохимической реакции, т.е. повышению плотности тока. И чем больше энергия активации процесса, т.е., чем медленнее процесс протекает в прямом и обратном направлениях при равновесии, тем большая поляризация требуется для обеспечения определенной скорости электрохимического процесса, выражаемой через плотность тока.

Поляризацию можно уменьшить, если увеличить площадь электрода, т.к. плотность тока уменьшается с увеличением площади электрода.

где i – плотность тока; I – величина тока; S – площадь электрода.

Поляризация при выделении металлов не велико, а при выделении водорода и кислорода очень высокое.

Есть и положительная сторона этого процесса, благодаря перенапряжению при выделении водорода можно выделить такие металлы, как никель, цинк и др., потенциал которых становится более высоким чем у водородного.

Дата добавления: 2013-12-12