Bedste svar
Forklaring:
Det yderligere potentiale (ud over det termodynamiske krav), der er nødvendigt for at drive en elektrokemisk reaktion ved en bestemt hastighed kaldes overpotentialet.
Over potential = [Elektrodepotentiale – ligevægtspotentiale
Praktisk eksempel:
Produktet fra elektrolyse af vandig NaCl-opløsning er klor ved anoden og brint ved katoden.
Sandsynlige reaktioner ved anoden:
Vandoxidation
H2O = 1 / 2O2 + 2H + + 2e- ( Standard reduktionspotentiale = 1,23 V)
Klorudvikling
2Cl- = Cl2 + 2e- (Standard reduktionspotentiale = 1,36 V)
Ifølge forudsigelse af produkterne af elektrolyse fra elektrodepotentialer, har begge reaktionerne lige store chancer for at forekomme. Faktisk skal vandoxidation have lidt større chance (mindre positiv foretrækker at gennemgå oxidation). Den egentlige reaktion, der finder sted i den koncentrerede opløsning af NaCl, er imidlertid klorudvikling og ikke vandoxidation, dvs. Cl2 produceres og ikke O2. Dette uventede resultat er baseret på begrebet Overspænding, dvs. vand har brug for større spænding for oxidation til O2 (da det er kinetisk langsom proces) end det, der er nødvendigt for oxidation af klioner til Cl2.
Jeg håber, jeg har forklaret på en enkel måde.
Hvis du vil læse mere om elektrokemisk kinetik, læs Bard og Faulkner-elektrokemiske metoder.
Svar
Forklaringen er baseret på aktiveringspolarisering specifikt under overvejelse af aflejring af Zinkmetal (aktivt) på katoden over brintudvikling fra vandig løsning ved hjælp af begrebet Overpotential .
- Nå, ved reversible potentialer (standardbetingelser) var brint t o udledes ved katoden, men da det er en ikke-reversibel type celle, hvor hydrogen overspænding er afhængig af kombinationen af hydrogenatomer til dannelse af brintmolekyler, som er en langsom proces kinetisk (blandt de andre trin) ifølge Tafels teori (dvs. RDS for reaktionen). Derfor påvirker to faktorer overspændingsfænomenerne. For det første er katodeoverfladens natur og for det andet strømtæthed.
- Det ses, at platineret platin / palladiummetalelektrode fungerer som en god katalysator for hydrogenudvikling med lavere overspændingsværdier involveret sammenlignet med bly / kviksølvkatalysator, som ikke kun er dårlige katalysatorer, men også kræves høj overspænding for reaktion skal forekomme.
- Desuden kan dette udledes ved at plotte Tafel-ligningen, at der er et parabolisk forhold mellem overspænding og strømtæthed, og når vi øger strømtætheden, stiger depositionen, når vi anvender højere EMF sammenlignet med hvad der tilbydes af det deponerede materiale som Back-EMF (når begge bliver ens, stopper depositionen), og der er derfor behov for højere strømtæthed / anvendt EMF for yderligere deposition.
- Også efter lille aflejring af zinkmetal på katoden, brint overspænding på zinkoverfladen er i størrelsesordenen 1 Volt. En spænding, der kræves til zinkaflejring, er dog 0,763 volt (standard) / ideelt set mindre end 1 volt, og derfor vil hydrogenionen kun blive afladet, når zinkkoncentrationen i opløsningen bliver så lille, at emn af zink ligger over brintoverspændingsværdi.