Beste svaret
Forklaring:
Det tilleggspotensialet (utover det termodynamiske kravet) som trengs for å drive en elektrokjemisk reaksjon ved en viss hastighet kalles overpotensialet.
Overpotensial = [Elektrodepotensial – Likevektspotensial
Praktisk eksempel:
Produktet av elektrolyse av vandig NaCl-løsning er klor ved anoden og hydrogen ved katoden.
Sannsynlige reaksjoner ved anoden:
Vannoksidasjon
H2O = 1 / 2O2 + 2H + + 2e- ( Standard reduksjonspotensial = 1,23 V)
Klorutvikling
2Cl- = Cl2 + 2e- (Standard reduksjonspotensial = 1,36 V)
I henhold til å forutsi produktene av elektrolyse fra elektrodepotensialer, har begge reaksjonene like sjanser til å oppstå. Faktisk bør vannoksidasjon ha litt større sjanse (mindre positive foretrekker å gjennomgå oksidasjon). Den faktiske reaksjonen som skjer i den konsentrerte løsningen av NaCl er imidlertid klorutvikling og ikke vannoksidasjon, dvs. at Cl2 produseres og ikke O2. Dette uventede resultatet er basert på konseptet med overspenning, dvs. vann trenger større spenning for oksidasjon til O2 (ettersom det er kinetisk langsom prosess) enn det som er nødvendig for oksidering av klioner til Cl2.
Jeg håper jeg har forklart på en enkel måte.
Hvis du vil lese mer om elektrokjemisk kinetikk, les Bard og Faulkner-elektrokjemiske metoder.
Svar
Forklaringen er basert på å ta hensyn til aktiveringspolarisering spesielt når man vurderer deponering av Sinkmetall (aktivt) på katoden over hydrogenutvikling fra vandig løsning ved å bruke begrepet Overpotensial .
- Vel, ved reversible potensialer (standardforhold) var Hydrogen t o slippes ut ved katoden, men siden det er en ikke-reversibel celle der hydrogen overspenning er avhengig av kombinasjonen av hydrogenatomer for å danne hydrogenmolekyler som er en langsom kinetisk prosess (blant de andre trinnene) i henhold til Tafels teori (dvs RDS av reaksjonen). Derfor påvirker to faktorer overspenningsfenomenene. For det første er katodeoverflatens natur og andre er strømtetthet.
- Det er sett at platinert platina / palladiummetallelektrode fungerer som en god katalysator for hydrogenutvikling med lavere overspenningsverdier involvert sammenlignet med bly / kvikksølvkatalysator, som ikke bare er dårlige katalysatorer, men som også krever høy overspenning for Ved å plotte Tafel-ligningen, kan dette utledes at det er et parabolsk forhold mellom overspenning og strømtetthet, og når vi øker strømtettheten, øker avleiringen når vi bruker høyere EMF sammenlignet med det som tilbys av det deponerte materialet som Back-EMF (når begge blir like, stopper avsetning), og det er derfor nødvendig med høyere strømtetthet / påført EMF for ytterligere deponering.
- Også etter liten avsetning av sinkmetall på katoden, hydrogen overspenning på sinkoverflaten er i størrelsesorden 1 Volt. Imidlertid er en spenning som kreves for sinkavsetning 0,763 Volt (Standard) / ideelt sett mindre enn 1 Volt, og derfor vil hydrogenionet bare tømmes når sinkkonsentrasjonen i løsningen blir så liten at emk av sink ligger over hydrogenoverspenningsverdi.