Nejlepší odpověď
Vysvětlení:
Další potenciál (nad rámec termodynamického požadavku) potřebný k provedení elektrochemické reakce při určitá rychlost se nazývá nadpotenciál.
Nadměrný potenciál = [Elektrodový potenciál – rovnovážný potenciál
Praktický příklad:
Produkt elektrolýzy vodného roztoku NaCl je chlór na anodě a vodík na katodě.
Pravděpodobné reakce na anodě:
Oxidace vody
H2O = 1 / 2O2 + 2H + + 2e- ( Standardní redukční potenciál = 1,23 V)
Vývoj chloru
2Cl- = Cl2 + 2e- (Standardní redukční potenciál = 1,36 V)
Podle předpovědi produktů elektrolýzy z elektrodových potenciálů mají obě reakce stejnou šanci. Ve skutečnosti by měla mít oxidace vody o něco větší šanci (méně pozitivní raději podstoupí oxidaci). Skutečná reakce probíhající v koncentrovaném roztoku NaCl je však vývoj chloru a ne oxidace vody, tj. Vzniká Cl2 a nikoli O2. Tento neočekávaný výsledek je založen na konceptu přepětí, tj. Voda potřebuje větší napětí pro oxidaci, aby O2 (protože je to kineticky pomalý proces), než jaký je potřebný k oxidaci iontů Cl na Cl2.
Doufám, že jsem to vysvětlil jednoduše.
Pokud si chcete přečíst více o elektrochemické kinetice, přečtěte si Bard a Faulkner-elektrochemické metody.
Odpověď
Vysvětlení je založeno na zohlednění aktivační polarizace konkrétně při zvažování ukládání kovového zinku (aktivní) na katodě během vývoje vodíku z vodný roztok využívající koncept Overpotential .
- No, při reverzibilních potenciálech (standardní podmínky) byly vodík t o být vybitý na katodě, ale protože se jedná o nevratný typ článku, ve kterém je přepětí vodíku závislé na kombinaci atomů vodíku za vzniku molekul vodíku, což je kineticky pomalý proces (mimo jiné kroky) podle Tafelovy teorie (tj RDS reakce). Na jevy přepětí tedy mají vliv dva faktory. Za prvé povaha povrchu katody a za druhé aktuální hustota.
- Je vidět, že platinová platinová / palladiová kovová elektroda působí jako dobrý katalyzátor pro vývoj vodíku s nižšími hodnotami přepětí ve srovnání s katalyzátorem olovem / rtutí, které jsou nejen špatnými katalyzátory, ale také vyžadují vysoké přepětí reakce nastane.
- Navíc vynesením Tafelovy rovnice lze odvodit, že existuje parabolický vztah mezi přepětím a hustotou proudu, a proto, jak zvyšujeme hustotu proudu, zvyšuje se depozice, když používají vyšší EMF ve srovnání s tím, co nabízí uložený materiál jako Back-EMF (když se oba vyrovnají, depozice se zastaví), a proto je pro další nanášení nutná vyšší proudová hustota / aplikovaný EMF.
- Také po malém usazení kovového zinku na katodě vodík přepětí na povrchu zinku je řádově 1 volt. Napětí potřebné pro depozici zinku je však 0,763 voltu (standardní) / neideálně menší než 1 volt, a proto bude vodíkový ion vybit pouze tehdy, když je koncentrace zinku v roztoku tak malá, že emf zinku leží nad hodnota přepětí vodíku.