Paras vastaus
Selitys:
Lisäpotentiaali (termodynaamisen vaatimuksen ulkopuolella), joka tarvitaan sähkökemiallisen reaktion aikaansaamiseksi tiettyä nopeutta kutsutaan ylipotentiaaliksi. kloori anodissa ja vety katodissa.
Todennäköiset reaktiot anodilla:
Veden hapettuminen
H2O = 1 / 2O2 + 2H + + 2e- ( Normaali pelkistyspotentiaali = 1,23 V)
Kloorin evoluutio
2Cl- = Cl2 + 2e- (vakiopelkistyspotentiaali = 1,36 V)
Tuotteiden ennustamisen mukaan elektrolyysin elektrodipotentiaalista, molemmilla reaktioilla on samat mahdollisuudet esiintyä. Itse asiassa veden hapettumisella pitäisi olla hieman enemmän mahdollisuuksia (vähemmän positiivinen mieluummin käy läpi hapettumisen). NaCl: n väkevöityssä liuoksessa todellinen reaktio on kuitenkin kloorin evoluutio eikä veden hapettuminen, ts. Tuotetaan Cl2: ta eikä O2: ta. Tämä odottamaton tulos perustuu ylijännitteen käsitteeseen, ts. Vesi tarvitsee suurempaa jännitettä hapettumiseen. O2 (koska se on kineettisesti hidasta prosessia) kuin mitä tarvitaan Cl-ionien hapettumiseen Cl2: ksi.
Toivon, että olen selittänyt yksinkertaisella tavalla.
Jos haluat lukea Lue lisää sähkökemiallisesta kinetiikasta lukemalla Bard ja Faulkner-Electrochemical Methods.
Vastaus
Selitys perustuu -aktivaation polarisaatioon erityisesti ottaen huomioon sinkkimetallin (aktiivinen) katodille katodissa vedyn kehittyminen vesiliuos käyttäen ylipotentiaalin käsitettä.
- No, palautuvilla potentiaaleilla (vakio-olosuhteissa) vetyä t o purkautuu katodissa, mutta koska se on ei-palautuva tyyppinen kenno, jossa vety Ylijännite riippuu vetyatomien yhdistelmästä vetymolekyylien muodostamiseksi, mikä on Tafelin teorian mukaan kineettisesti hidas prosessi (muiden vaiheiden joukossa) (ts Reaktion RDS). Siksi kaksi tekijää vaikuttavat ylijänniteilmiöihin. Ensinnäkin katodin pinnan luonne ja toiseksi virtatiheys .
- On havaittu, että platinoitu platina / palladiummetallielektrodi toimii hyvänä vetyevoluutio-katalysaattorina, kun ylijännitteen arvot ovat pienemmät verrattuna lyijy / elohopeakatalyytteihin, jotka ovat paitsi huonoja katalyyttejä, mutta vaativat myös suurta ylijännitettä reaktio tapahtuu.
- Lisäksi piirtämällä Tafel-yhtälö voidaan päätellä, että ylijännitteen ja virrantiheyden välillä on parabolinen suhde ja siten kun virtatiheyttä lisätään, laskeuma kasvaa käyttävät suurempaa EMF: ää verrattuna siihen, mitä talletettu materiaali tarjoaa Back-EMF: nä (kun molemmat tulevat tasa-arvoisiksi, kerrostuminen loppuu), ja siksi tarvitaan suurempaa virrantiheyttä / käytettyä EMF: ää jatkokerrostukseen.
- Lisäksi, kun sinkkimetallia on laskeutunut katodiin vähän, vedyn sinkkipinnan ylijännite on luokkaa 1 Volt. Sinkin kerrostumiseen tarvittava jännite on kuitenkin 0,763 volttia (vakio) / ei-ihanteellisesti alle 1 volttia, joten vetyioni purkautuu vasta, kun sinkkipitoisuus liuoksessa tulee niin pieneksi, että sinkin emf on vetyylijännitteen arvo.