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 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
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
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
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
H folymt or: α ν A νa ze ν ν 1 vel α, z, ( ( 1 így s felírhtó: α z, hol ( ) 1 α és.
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.
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!
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
A ( 1α ) α egyenletben α, ( 1,
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
A teles ármsűrűség z eletródon : α zfη ( 1 zfη
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
Htáresete: ) Ngy túlfeszültség esetén H η > és >> α zfη η >> zf 8.314 α J 298.15 K K mol 2.56 1 2 C V 96484 mol H η < és << ( 1 zfη ( 1 z
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
Htáresete: b) Ks túlfeszültség esetén α zfη Polrzáós ellenállás: η << zf ( 1 8.314 ( 1 J 298.15 K K mol 2.56 1 2 C V 96484 mol zfη αzfη zfη 1 1 η zf η R p zf zfη
ás potenáloon : η α zf α zfη ( 1 zf ( 1 zfη 1 R p zz η ( η ) 1 R p zf
Korábbn feltételeztü, hogy α, z, lletve R, α O, Egyenleteben és z z,, lletve O, O és R, R., ( 1 ( 1
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
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
Dffúzós polrzáó Lneárs dffúzó : A e ν z - x x D J x x FD ν z FJ ν z
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
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,
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;
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;