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,, G αzf ϕ zf z, G, ( 1 zf ϕ
A fém és z oldt özött Glvn-féle ( belső ) (belső potenál ülönbség ( φ) nem mérhető, s vlmely összehson- lító 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 z G αzfb α,,,,, G ( 1, ( 1 zfb ( 1 α
Az nódos részármsűrűség: zf G αzfb α,,, A tódos részármsűrűség: zf z z,, α, ( 1 α ) zfb ( 1 α ) G 1 ( 1 α ) A fente lpán nylvánvló, hogy fent egyenleteben függ z összehsonlító eletródtól! Az eletródon átfolyó árm: és
α 1, z, H és z z or:,, ( 1 α ) α 1 z ( 1 α ) 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, így s felírhtó:, hol α z ( ( 1 α ) 1 α és ep. ( )
H, or z nódos és tódos részreó (rész)ármsűrűsége sereárm-sűrűség ( ). Eor: ( 1 α R O vgy α ( ) 1 α 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 ln zf zf ln E, zf ln z z Nernst-féle egyenlet!
E e feezését behelyettesítve Egyenletbe: α z, z α zf E ln zf, z ( 1 zf E ln zf ( 1 ( 1α ) α z
A ( 1α ) α egyenletben α, ( ), 1 α
Túlfeszültség: z eletródpotenál és z egyensúly eletródpotenál ülönbsége: η E - E e. Eor z nódos, lletve tódos részármsűrűség: ( E η) α zf e z z α e α zfη ( 1 zf( E η) e α zfη ( 1 zfη ( 1 e α zfη
A teles 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 ( 1 R O α z ( 1
Htáresete: ) Ngy túlfeszültség esetén H η > és >> α zfηη η >> zf J 8.314 15K 298.15 K mol 2 2.56 1 V C 96484 mol α H η < és << ( 1 zfη ( 1 z
Htáresete: ) Pl. ngy nódos polrzáó esetén: E Tfel egyenlet: αzf ~ ln η αzf ln ~ b lg ~ η αzf ln αzf ln η η E b ~ ln1 ~ ln1 ~ lg ln ln b ln1 αzf ~ ln αzf b ln1 1 α zf α ~ ( 1 ) zf ~ ln ( )
Htáresete: b) Ks túlfeszültség esetén η << zf ( 1 J 8.314 15K 298.15 K mol 2 2.56 1 V C 96484 mol α zfη zfη ( 1 αzfη zfη 1 1 η zf Polrzáós ó ellenállás: η Rp zf zfη
ás potenáloon : η zz α zf α zfη η ( η ) ( 1 zf ( 1 1 R p zf zfη 1 R R p
Korábbn feltételeztü, hogy α, z, lletve R, α O, ( 1 Egyenleteben és,, z z, lletve O O és R R. O, O R, R ( 1
Tszt átlépés polrzáó esetén: és α z Azz: R α 1 O ( 1 ( 1 ( 1 α ) α zfη zfη Hogyn változ helyzet, h eze feltevése nem telesülne?
A sereárm: Eor: vgy R R, α 1 O, α O ( 1 (Ez mndg érvényes: ld. egyensúly!!!) ( 1 α ) ( ) R, α zfη O, 1 α zfη R O R, β zfη O, R O β zfη
Dffúzós polrzáó Lneárs dffúzó : z ν ze - νa J FJ D x z ν FD x x x
F II egyenlete F II. egyenlete x D t 2 2 St á tb t x x t Stonárus esetben: x t Eor tehát 2 2 x onst. x Stonárus állpotbn onentráógrdens z egész t x x t dffúzós rétegben állndó!
z FD Nernst-féle özelítés: δ vstgságú dffúzós réteg,, ( < x δ ) x t ( ),, X,, ν δ ν, függ z ármsűrűségtől. H nő, söen. z Dffúzós htárárm ( h, ): l, X ν z, δ
A polrzáós görbé l semtusn: 1: nd z nódos, mnd tódos részfolymt sebességmeghtározó g részlépése töltésátlépés; 2: nd z nó- dos, 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;