Cel mai bun răspuns
Explicație:
Potențialul suplimentar (dincolo de cerința termodinamică) necesar pentru a conduce o reacție electrochimică la o anumită rată se numește suprapotențial.
Puterea potențială = [Potențial electrod – Potențial de echilibru
Exemplu practic:
Produsul electrolizei soluției apoase de NaCl este clor la anod și hidrogen la catod.
Reacții probabile la anod:
Oxidarea apei
H2O = 1 / 2O2 + 2H + + 2e- ( Potențial de reducere standard = 1,23 V)
Evoluția clorului
2Cl- = Cl2 + 2e- (Potențial de reducere standard = 1,36 V)
Conform previziunii produselor de electroliză din potențialul de electrod, ambele reacții au șanse egale să apară. De fapt, oxidarea apei ar trebui să aibă ceva mai multe șanse (mai puțin pozitive vor prefera să fie supuse oxidării). Cu toate acestea, reacția efectivă care are loc în soluția concentrată de NaCl este evoluția clorului și nu oxidarea apei, adică se produce Cl2 și nu O2.Acest rezultat neașteptat se bazează pe conceptul de supratensiune, adică apa necesită o tensiune mai mare pentru oxidare la O2 (întrucât este un proces cinetic lent) decât cel necesar pentru oxidarea ionilor de Cl la Cl2.
Sper că am explicat într-un mod simplu.
Dacă doriți să citiți mai multe despre cinetica electrochimică, citiți Bard și Faulkner-Metodele electrochimice.
Răspuns
Explicația se bazează luând în considerare polarizarea activării în mod special, luând în considerare depunerea Zinc metalic (activ) pe catod peste evoluția hidrogenului din soluție apoasă folosind conceptul de Overpotential .
- Ei bine, la potențiale reversibile (condiții standard), hidrogenul a fost t o să fie descărcat la catod, dar din moment ce este o celulă de tip non-reversibil în care supratensiunea de hidrogen este dependentă de combinația de atomi de hidrogen pentru a forma molecule de hidrogen, care este un proces lent cinetic (printre celelalte etape), conform teoriei lui Tafel. (adică RDS al reacției). Prin urmare, doi factori afectează fenomenele de supratensiune. În primul rând, natura a suprafeței catodului și a doua este densitatea de curent.
- Se vede că electrodul de platină / paladiu din metal acționează ca un catalizator bun pentru evoluția hidrogenului, cu valori mai mici de supratensiune implicate în comparație cu catalizatorul de plumb / mercur, care nu numai că sunt catalizatori slabi, dar necesită și supratensiune ridicată pentru reacție care are loc.
- Mai mult, trasând ecuația Tafel, se poate deduce că există o relație parabolică între supratensiune și densitatea curentului și, prin urmare, pe măsură ce creștem densitatea curentului, depunerea crește pe măsură ce aplică EMF mai mare în comparație cu ceea ce este oferit de materialul depus ca Back-EMF (când ambele devin egale, depunerea se oprește) și, prin urmare, este necesară o densitate de curent mai mare / EMF aplicată pentru depunere ulterioară.
- De asemenea, după o mică depunere de zinc metalic pe catod, hidrogenul supratensiunea de pe suprafața zincului este de ordinul 1 Volt. Cu toate acestea, o tensiune necesară pentru depunerea zincului este de 0,763 volți (standard) / în mod ideal mai mică de 1 volți și, prin urmare, ionul hidrogen va fi descărcat numai atunci când concentrația de zinc din soluție devine atât de mică încât emf de zinc se află deasupra valoarea supratensiunii hidrogenului.