Bästa svaret
Förklaring:
Den ytterligare potentialen (bortom det termodynamiska kravet) som behövs för att driva en elektrokemisk reaktion vid en viss hastighet kallas överpotentialen.
Överpotential = [Elektrodpotential – Jämviktspotential
Praktiskt exempel:
Produkten av elektrolys av vattenhaltig NaCl-lösning är klor vid anoden och väte vid katoden.
Troliga reaktioner vid anoden:
Vattenoxidation
H2O = 1 / 2O2 + 2H + + 2e- ( Standardreduktionspotential = 1,23 V)
Klorutveckling
2Cl- = Cl2 + 2e- (Standardreduktionspotential = 1,36 V)
Enligt förutsägelse av produkterna av elektrolys från elektrodpotentialer har båda reaktionerna lika stora chanser att inträffa. I själva verket bör vattenoxidation ha lite större chans (mindre positivt föredrar att genomgå oxidation). Den faktiska reaktionen som äger rum i den koncentrerade lösningen av NaCl är emellertid klorutveckling och inte vattenoxidation, dvs Cl2 produceras och inte O2. Detta oväntade resultat baseras på begreppet överspänning, dvs. vatten behöver större spänning för oxidation till O2 (eftersom det är en kinetiskt långsam process) än vad som behövs för oxidation av Clions till Cl2.
Jag hoppas att jag har förklarat det på ett enkelt sätt.
Om du vill läsa mer om elektrokemisk kinetik, läs Bard och Faulkner-elektrokemiska metoder.
Svar
Förklaringen är baserad med hänsyn till aktiveringspolarisering specifikt när man överväger deponering av Zinkmetall (aktiv) på katoden över väteutveckling från vattenlösning med begreppet Överpotential .
- Tja, vid reversibla potentialer (standardförhållanden) var väte t o urladdas vid katoden men eftersom det är en icke-reversibel typcell där väteöverspänning är beroende av kombinationen av väteatomer för att bilda vätemolekyler vilket är en långsam process kinetiskt (bland de andra stegen) enligt Tafels teori (dvs. RDS för reaktionen). Därför påverkar två faktorer överspänningsfenomenen. För det första är katodytans natur och andra är strömtäthet.
- Det ses att platinerad platina / palladiummetallelektrod fungerar som en bra katalysator för väteutveckling med lägre värden för överspänning involverad jämfört med bly / kvicksilverkatalysator, som inte bara är dåliga katalysatorer utan också kräver hög överspänning för reaktion att inträffa.
- Dessutom, genom att plotta Tafel-ekvationen, kan man dra slutsatsen att det finns ett paraboliskt samband mellan överspänning och strömtäthet och följaktligen när vi ökar strömtätheten ökar avsättningen när vi applicerar högre EMF jämfört med vad som erbjuds av det deponerade materialet som Back-EMF (när båda blir lika stoppar depositionen) och därför krävs högre strömtäthet / applicerad EMF för ytterligare deponering.
- Dessutom, efter liten avsättning av zinkmetall på katoden, väte överspänning på zinkytan är i storleksordningen 1 Volt. En spänning som krävs för zinkavlagring är emellertid 0,763 Volt (standard) / icke-idealiskt mindre än 1 volt och följaktligen kommer vätejonen att matas ut endast när zinkkoncentrationen i lösningen blir så liten att zinkens emk ligger över väteöverspänningsvärde.