Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György

Az előadások a következő témára: "Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György"— Előadás másolata:

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

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

3 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.

4 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

5 Fémek elektrolitban Evans diagram

6 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.

7 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.

8 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

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

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

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

12 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

13 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

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

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

16 Reverzibilis elektródok Tafel görbéi

17 Korróziós folyamat