Migliore risposta
Spiegazione:
Il potenziale aggiuntivo (oltre il requisito termodinamico) necessario per guidare una reazione elettrochimica a un certo tasso è chiamato sovrapotenziale.
Sopra potenziale = [Potenziale dellelettrodo – Potenziale di equilibrio
Esempio pratico:
Il prodotto dellelettrolisi di una soluzione acquosa di NaCl è cloro allanodo e idrogeno al catodo.
Probabili reazioni allanodo:
Ossidazione dellacqua
H2O = 1 / 2O2 + 2H + + 2e- ( Potenziale di riduzione standard = 1,23 V)
Evoluzione del cloro
2Cl- = Cl2 + 2e- (Potenziale di riduzione standard = 1,36 V)
Secondo la previsione dei prodotti dellelettrolisi dai potenziali degli elettrodi, entrambe le reazioni hanno le stesse possibilità di verificarsi. In effetti, lossidazione dellacqua dovrebbe avere un po più di possibilità (meno positiva preferirà subire lossidazione). Tuttavia, la reazione effettiva che si verifica nella soluzione concentrata di NaCl è levoluzione del cloro e non lossidazione dellacqua, ovvero viene prodotto Cl2 e non O2. Questo risultato inaspettato si basa sul concetto di sovratensione, ovvero lacqua necessita di una tensione maggiore per lossidazione. O2 (in quanto è un processo cineticamente lento) rispetto a quello necessario per lossidazione degli ioni Cl in Cl2.
Spero di aver spiegato in modo semplice.
Se vuoi leggere di più sulla cinetica elettrochimica, leggi i metodi Bard e Faulkner-Electrochemical.
Risposta
La spiegazione si basa sulla polarizzazione di attivazione in particolare considerando la deposizione di Zinco metallico (attivo) sul catodo sullevoluzione dellidrogeno dal soluzione acquosa utilizzando il concetto di Overpotential .
- Ebbene, a potenziali reversibili (condizioni standard), lidrogeno era t o essere scaricata al catodo ma poiché è una cella di tipo non reversibile in cui la sovratensione dellidrogeno dipende dalla combinazione di atomi di idrogeno per formare molecole di idrogeno che è un processo lento cineticamente (tra gli altri passaggi) secondo la teoria di Tafel (es RDS della reazione). Quindi, due fattori influenzano i fenomeni di sovratensione. Primo, la natura della superficie del catodo e il secondo è la densità di corrente.
- Si è visto che lelettrodo metallico platino / palladio platinato agisce come un buon catalizzatore per Hydrogen Evolution con valori inferiori di sovratensione coinvolti rispetto al catalizzatore piombo / mercurio che non solo sono catalizzatori scadenti ma richiedono anche unelevata sovratensione per il reazione a verificarsi.
- Inoltre, tracciando lequazione di Tafel, si può dedurre che esiste una relazione parabolica tra sovratensione e densità di corrente e quindi quando aumentiamo la densità di corrente, la deposizione aumenta man mano che stanno applicando EMF più elevati rispetto a quanto offerto dal materiale depositato come Back-EMF (quando entrambi diventano uguali, la deposizione si interrompe) e quindi è necessaria una maggiore densità di corrente / EMF applicato per ulteriore deposizione.
- Inoltre, dopo una piccola deposizione di zinco metallico sul catodo, lidrogeno la sovratensione sulla superficie dello zinco è dellordine di 1 Volt. Tuttavia, una tensione richiesta per la deposizione di zinco è 0,763 Volt (standard) / non idealmente inferiore a 1 Volt e quindi lo ione idrogeno verrà scaricato solo quando la concentrazione di zinco nella soluzione diventa così piccola che la fem di zinco si trova al di sopra del valore di sovratensione dellidrogeno.