Elektrokémia 05. Elektródreakciók kinetikája. Láng Győző. Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapest

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Elektrokémia 05. Elektródreakciók kinetikája. Láng Győző. Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapest"

Etelka Sipos
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Eletroém 5. Eletródreó netá Láng Győző Kém Intézet, Fz Kém Tnszé Eötvös Loránd Tudományegyetem Budpest

6 Átlépés polrzáó ( z ) ( e z e ) ( e) S W

7 G v,,, G v,,, z ϕ αzf G G, ( ) ϕ zf α G G 1, ϕ αzf G zf,, ( ) ϕ zf α G zf 1,, z

8 A fém és z oldt özött Glvn-féle ( belső ) potenál ülönbség ( φ) nem mérhető, s vlmely összehsonlító eletródr vontozttv mérhető z eletród E eletródpotenál. Ez (dott összehsonlító eletróddl szemben mérve) vlmlyen B értéel ülönböz Glvn-potenálo ülönbségétől, zz: φ EB. zf zf z G αzfb α,,,, z, G ( 1, ( 1 zfb ( 1 α

9 Az nódos részármsűrűség: zf G A tódos részármsűrűség: zf z A fente lpán nylvánvló, hogy fent egyenleteben függ z összehsonlító eletródtól! Az eletródon átfolyó árm: αzfb α,,,, z, G ( 1, ( 1 zfb ( 1 α és

10 α, z, H és z z or:,, ( 1 α z ( 1 H z O ze R reó átszód le, és O, O, továbbá R, R, or R α O ( 1

11 H folymt or: α ν A νa ze ν ν 1 vel α, z, ( ( 1 így s felírhtó: α z, hol ( ) 1 α és.

12 H, or z nódos és tódos részreó (rész)ármsűrűsége sereárm-sűrűség ( ). Eor: α ( 1 R O vgy α ( 1 z zz α ( 1 R O vgy α ( 1 z.

13 A ármsűrűséghez hoz trtozó eletródpotenál z egyensúly eletródpotenál (E e ): α e z ( 1 e E e -t feezve: E e zf ln zf ln E, zf ln z z Nernst-féle egyenlet!

14 E e feezését behelyettesítve Egyenletbe: ( ) α α 1 z ( ) ( ) α α α 1,, ln 1 ln z zf E zf α zf E zf z z

15 A ( 1α ) α egyenletben α, ( 1,

16 Túlfeszültség: z eletródpotenál és z egyensúly eletródpotenál ülönbsége: η E - E e. Eor z nódos, lletve tódos részármsűrűség: z ( E η) α zf e α z e α zfη ( 1 zf( E η) e α zfη ( 1 zfη ( 1 e α zfη

17 A teles ármsűrűség z eletródon : α zfη ( 1 zfη

20 Az lább formábn megdott egyenleteet szoás Erdey- Grúz Volmer (vgy Butler Erdey-Grúz Volmer) - egyenletene s nevezn: α zfη ( 1 zfη α z R α O ( 1 ( 1

21 Htáresete: ) Ngy túlfeszültség esetén H η > és >> α zfη η >> zf α J K K mol C V mol H η < és << ( 1 zfη ( 1 z

22 Htáresete: ) Pl. ngy nódos polrzáó esetén: E Tfel egyenlet: αzf ~ ln η αzf b lg ln ~ ~ η αzf ln αzf η η E b ~ ln1 ~ ln1 ~ lg ln ln b ln1 αzf ~ ln αzf ln ( 1 α ) z F b ln1 α ~ ~ ln ( 1 ) zf

23 Htáresete: b) Ks túlfeszültség esetén α zfη Polrzáós ellenállás: η << zf ( ( 1 J K K mol C V mol zfη αzfη zfη 1 1 η zf η R p zf zfη

24 ás potenáloon : η α zf α zfη ( 1 zf ( 1 zfη 1 R p zz η ( η ) 1 R p zf

25 Korábbn feltételeztü, hogy α, z, lletve R, α O, Egyenleteben és z z,, lletve O, O és R, R., ( 1 ( 1

26 Tszt átlépés polrzáó esetén: és Azz: Hogyn változ helyzet, h eze feltevése nem telesülne? α z R α α zfη O ( 1 ( 1 ( 1 zfη

27 A sereárm: Eor: vgy R R, α α O, (Ez mndg érvényes: ld. egyensúly!!!) R, R α zfη O O O, R, β zfη O, R O ( 1 ( 1 ( 1 zfη β zfη

28 Dffúzós polrzáó Lneárs dffúzó : A e ν z - x x D J x x FD ν z FJ ν z

29 F II. egyenlete Stonárus esetben: Eor tehát Stonárus állpotbn onentráógrdens z egész dffúzós rétegben állndó! t x x D t 2 2 x t 2 2 t x onst. x t

30 Nernst-féle özelítés: δ vstgságú dffúzós réteg x t ( < x δ), δ, z ( ),, FD X,, ν δ ν, függ z ármsűrűségtől. H nő, söen. z Dffúzós htárárm ( h, ): l, X ν z,

31 A polrzáós görbé l semtusn: 1: nd z nódos, mnd tódos részfolymt sebességmeghtározó részlépése töltésátlépés; 2: nd z nódos, mnd tódos részfolymt sebességmeghtározó részlépése dffúzó; d, : nódos dffúzós htárármsűrűség; d, : tódos dffúzós htárármsűrűség;

32 A polrzáós görbé l semtusn: 1: A tódos részfolymt sebességmeghtározó részlépése töltésátlépés, z nódos részfolymt sebességmeghtározó részlépése dffúzó; 2: A tódos részfolymt sebességmeghtározó részlépése dffúzó, z nódos részfolymt sebességmeghtározó részlépése töltésátlépés; d, : nódos dffúzós htárármsűrűség; d, : tódos dffúzós htárármsűrűség;

Hasonló dokumentumok

Elektrokémia 05. Elektródreakciók kinetikája. Láng Győző. Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem

Elektrokémia 05. Elektródreakciók kinetikája. Láng Győző. Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem Eletroém 5. Eletródreó netá Láng Győző Kém Intézet, Fz Kém Tnszé Eötvös Loránd Tudományegyetem Budpest Átlépés polrzáó ( z ) ( e z e ) ( e) S W ,, G G v,, v, z, G G, αzf F ϕ, G G 1 ( α ) zf ϕ zf,,