Melhor resposta
Explicação:
O potencial adicional (além do requisito termodinâmico) necessário para conduzir uma reação eletroquímica em uma certa taxa é chamada de sobrepotencial.
Sobre potencial = [Potencial de eletrodo – potencial de equilíbrio
Exemplo prático:
O produto da eletrólise da solução aquosa de NaCl é cloro no ânodo e hidrogênio no cátodo.
Prováveis reações no ânodo:
Oxidação da água
H2O = 1 / 2O2 + 2H + + 2e- ( Potencial de redução padrão = 1,23 V)
Evolução de cloro
2Cl- = Cl2 + 2e- (Potencial de redução padrão = 1,36 V)
De acordo com a previsão dos produtos de eletrólise de potenciais de eletrodo, ambas as reações têm chances iguais de ocorrer. Na verdade, a oxidação da água deve ter um pouco mais de chance (menos positivos preferem sofrer oxidação). No entanto, a reação real que ocorre na solução concentrada de NaCl é a evolução de cloro e não a oxidação da água, ou seja, é produzido Cl2 e não O2. Este resultado inesperado é baseado no conceito de sobretensão, ou seja, a água precisa de maior voltagem para oxidar O2 (visto que é um processo cineticamente lento) do que o necessário para a oxidação dos íons Cl- em Cl2.
Espero ter explicado de uma forma simples.
Se você quiser ler mais sobre cinética eletroquímica, leia Métodos eletroquímicos de Bard e Faulkner.
Resposta
A explicação é baseada levando em consideração a polarização de ativação especificamente ao considerar a deposição de Zinco metálico (ativo) no cátodo sobre a evolução de hidrogênio do solução aquosa usando o conceito de Superpotencial .
- Bem, em potenciais reversíveis (condições padrão), o hidrogênio era t o ser descarregado no cátodo, mas uma vez que é um tipo de célula não reversível em que a sobretensão de hidrogênio é dependente da combinação de átomos de hidrogênio para formar moléculas de hidrogênio, que é um processo lento cineticamente (entre as outras etapas) de acordo com a Teoria de Tafel (ie RDS da reação). Portanto, dois fatores afetam os fenômenos de sobretensão. Primeiro, a natureza da superfície do cátodo e segundo é a densidade de corrente.
- É visto que o eletrodo de platina / paládio metálico platinizado atua como um bom catalisador para a evolução do hidrogênio com valores mais baixos de sobretensão envolvidos em comparação com o catalisador de chumbo / mercúrio, que não só são catalisadores fracos, mas também exigem alta sobretensão reação ocorra.
- Além disso, ao traçar a equação de Tafel, isso pode ser inferido que há uma relação parabólica entre sobretensão e densidade de corrente e, portanto, à medida que aumentamos a densidade de corrente, a deposição aumenta à medida que estão aplicando EMF mais alto em comparação com o que é oferecido pelo material depositado como Back-EMF (quando ambos se tornam iguais, a deposição para) e, portanto, é necessária uma densidade de corrente / EMF aplicada mais alta para deposição posterior p>
- Além disso, após a pequena deposição de metal zinco no cátodo, hidrogênio a sobretensão na superfície do zinco é da ordem de 1 Volt. No entanto, a voltagem necessária para a deposição de zinco é 0,763 Volt (padrão) / não idealmente menor que 1 Volt e, portanto, o íon de hidrogênio será descarregado apenas quando a concentração de zinco na solução se tornar tão pequena que a fem de zinco fique acima do valor de sobretensão de hidrogênio.