Kluczowa różnica między polaryzacją stężeniową a polaryzacją kinetyczną polega na tym, że polaryzacja stężeniowa wynika ze zmian stężenia elektrolitu, podczas gdy polaryzacja kinetyczna to zmiana przenikalności statycznej.
Polaryzację koncentracji i polaryzację kinetyczną można opisać jako wkład do nadpotencjału układu. W obu przypadkach do reakcji i przeniesienia elektronu przez interfazę elektroda-elektrolit wymagany jest nadpotencjał.
Co to jest polaryzacja koncentracji?
Polaryzacja stężenia jest częścią polaryzacji ogniwa elektrolitycznego, która wynika ze zmian stężenia elektrolitu spowodowanych przepływem prądu przez interfejs elektroda/roztwór. Używamy tego terminu w dziedzinach takich jak elektrochemia i nauka o membranach.
W tym kontekście możemy rozumieć termin polaryzacja jako przesunięcie różnicy potencjałów elektrochemicznych w ogniwie od wartości równowagi, którą otrzymujemy dla tego układu. Dlatego termin ten jest równoznaczny z nadpotencjałem koncentracji.
Gdy w elektrochemicznej reakcji elektrodowej uczestniczy indywiduum, które ma niedostateczną podaż, możemy zaobserwować spadek stężenia tego pierwiastka na powierzchni, co również powoduje dyfuzję. Możemy dodać dyfuzję do transportu migracyjnego w kierunku powierzchni, aby utrzymać równowagę konsumpcji i dostarczyć gatunek.
Ponadto możemy zaobserwować, że polaryzacja stężenia prowadzi do wzrostu wycieku soli przez membranę i zwiększa prawdopodobieństwo powstania kamienia kotłowego/porostu. W związku z tym można również zaobserwować, że pogarsza się selektywność separacji i czas życia membrany.
Rysunek 01: Polaryzacja koncentracji
Rysunek 1 przedstawia profile strumieni i stężeń w określonej membranie wraz z otaczającym ją roztworem. Rysunek (a) przedstawia przykładanie siły napędowej do układu w początkowym stanie równowagi. Tutaj strumień selektywnie przenikających indywiduów w membranie jest większy niż jego strumień w roztworze. Rysunek (b) pokazuje stężenia, które powodują transport dyfuzyjny, co z kolei zwiększa całkowity strumień w roztworze, zmniejszając strumień w membranie.
Co to jest polaryzacja kinetyczna?
Polaryzację kinetyczną można opisać jako zmianę przenikalności statycznej roztworu w stosunku do czystego rozpuszczalnika. Ważnym pojęciem dotyczącym polaryzacji kinetycznej jest niedobór polaryzacji kinetycznej, który odnosi się do zmniejszenia przenikalności statycznej roztworu w porównaniu z czystym rozpuszczalnikiem. Zwykle ubytek tego współczynnika jest proporcjonalny do iloczynu czasu relaksacji dielektrycznej rozpuszczalnika i przewodności niskoczęstotliwościowej roztworu.
Polaryzacja kinetyczna to stan, w którym prąd jest ograniczony przez szybkość przenoszenia elektronów między powierzchniami elektrod a reagentami w roztworze.
Jaka jest różnica między polaryzacją koncentracji a polaryzacją kinetyczną?
Polaryzację koncentracji i polaryzację kinetyczną można opisać jako wkład do nadpotencjału układu. Kluczowa różnica między polaryzacją stężeniową a polaryzacją kinetyczną polega na tym, że polaryzacja stężeniowa wynika ze zmian stężenia elektrolitu, podczas gdy polaryzacja kinetyczna to zmiana przenikalności statycznej.
Podsumowanie – Polaryzacja koncentracji kontra polaryzacja kinetyczna
Polaryzacja stężenia jest częścią polaryzacji ogniwa elektrolitycznego, która wynika ze zmian stężenia elektrolitu spowodowanych przepływem prądu przez interfejs elektroda/roztwór. Polaryzacja kinetyczna to zmiana przenikalności statycznej roztworu w stosunku do czystego rozpuszczalnika. Kluczowa różnica między polaryzacją stężeniową a polaryzacją kinetyczną polega na tym, że polaryzacja stężeniowa jest wynikiem zmian stężenia elektrolitu, natomiast polaryzacja kinetyczna jest zmianą przenikalności statycznej.
