Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György 6 Korrózió Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György

A kontakt potenciál a két érintkező fémben az elektronok energiaállapota eltér egymástól. e-

Termoelem A kontaktpotenciál hőmérsékletfüggő ez azzal magyarázható, hogy a fémekben az elektronok energiája függ a hőmérséklettől, de az egyes fémeknél a hőmérsékletfüggés eltérő. Ez a jelenség a Seebeck-effektus.

Az elektródokon lejátszódó folyamatok A fémek oldódása elektrokémiai folyamat, a félreakció: M Mz+ + ze- jM,a jM,k Katódos áram Eredő áram Eredő áram Anódos áram

Fémek elektrolitban Evans diagram

Cella A cella két elektródja között potenciálkülönbség mérhető: ez a fázisok között fennálló potenciálkülönbségek eredője. A fázisok belsejében a potenciál gyakorlatilag állandó A változás a határrétegben történik. Itt nagy az elektromos térerősség, ami erősen befolyásolja a töltéssel rendelkező reakciópartnerek (ionok vagy elektronok) kémiai reakcióit. A cellapotenciál mérése és szabályozása ezért az elektród kinetika gyakorlatának egyik legfontosabb eleme.

Munkaelektród Az elektrokémiai cella két félcellából áll: ezekben egymástól független kémiai reakciók zajlanak. Mindkét reakciót befolyásolják a megfelelő elektródon fennálló potenciálviszonyok, ezeket azonban külön-külön nem tudjuk szabályozni. A reakciók egyikét vizsgáljuk: ez lesz a munka- vagy indikátorelektródon. A másik elektródot "szabványosítjuk" : ez a referenciaelektród.

Elektrolízis A Faraday-áram és az elektrolízis sebessége közötti egyenes arányosság van: Az elektródpotenciál (vagy a cellapotenciál) eltérését az egyensúlyi (nernsti, vagy stacionárius) értéktől polarizációnak nevezzük A polarizáció mértékét túlfeszültségnek nevezzük, és  h-val jelöljük: h=E-Eeq

Tafel egyenlet: Ahol: h: túlfeszültség, a,b: konstansok i: áram

Túlfeszültség Polarizáció Reverzibilis potenciál - leválási potenciál A túlfeszültség kialakulásának oka: polarizációs, diffúziós

Elektródfolyamat Heterogén reakció, lépései: Hidratált ionok elektródfelülethez jutása Adszorpciója a felületen Dehidratáció Elektronátlépés, elektrokémiai reakció Termék adszorpció, vagy kristályrácsba épülés Szekunder termékek kialakulása Deszorpció

Elektródfolyamat Folyamatában Ri Rk R’ Ra Oa O’ Oi Ok Reakció Eketron- Szorpció Transzport Reakció Eketron- átmenet ne Ri Rk R’ Ra Oa O’ Oi Ok

Elektródfolyamat sebessége Az egységnyi elektródfelületen időegység alatt képződött, vagy semlegesített anyag: v=j/zF v: mol/(s cm2) j: A/cm2 [C/sec/cm2] F: C/mol z: átlépő elektronok száma

Reakciókinetika A Faraday áram: (a fizikából ismert) A felület elektródreakció sebessége

Csereáram │ik│=│ia│= i0 Reverzibilis elektródon, egyensúlyban: Ahol: b : átlépési faktor: 0<b<1 z: töltés j: túlfeszültség

Reverzibilis elektródok Tafel görbéi

Korróziós folyamat