Кинетика электрода: Перенапряжение водорода в металлах с CobraSMARTsense

Принцип
Если стадии окисления и восстановления электродной реакции являются быстрыми (высокие плотности обменного тока), то прохождение заряда через поверхность раздела электрод-раствор едва сместит равновесие реакции. Такой электрод называется неполяризованным в том смысле, что его потенциал для малых токов стабилен и равен равновесному потенциалу электрода. Если, с другой стороны, равновесие реакции устанавливается медленно из-за кинетического ингибирования стадии, участвующей в электродной реакции, то электрод считается поляризуемым. Чтобы заставить реакцию протекать в заданном направлении, кинетическое торможение реакции должно быть преодолено с помощью приложенного высокого перенапряжения. Поляризация электрода и наличие перенапряжений являются важными понятиями в понимании электродных процессов. Они лежат в основе того факта, что гальванические элементы всегда доставляют ток меньше, чем равновесная ЭДС и что приложенный потенциал больший равновесной ЭДС наличие перенапряжений являются важными понятиями в понимании электродных процессов. Они лежат в основе того факта, что гальванические элементы всегда доставляют ток меньше, чем равновесная ЭДС и что приложенный потенциал больший равновесной ЭДС требуется для того, чтобы запустить реакцию в электролизере. Кроме того, ряд важных электрохимических устройств (например, свинцово-кислотный аккумулятор) и электроаналитические методы (полярография) используют ингибирование (высокий перенапряжение) некоторых электродных реакций.

Преимущества
• Одновременное измерение тока и напряжения
• Простое выполнение: все предварительные настройки уже подготовлены

Задание
1. Запишите вольт-амперную кривую для электролиза 1 М раствора соляной кислоты с использованием графитовых электродов.
2. Обсудите физические процессы, определяющие форму этой кривой.
3. Замените графитовый электрод на различные металлические электроды, сравните перенапряжения для выделения водорода в этих металлах.

Цели обучения

• кинетика электродных процессов
• поляризация
• перенапряжение
• необратимые процессы
• граница электрод-электролит
• вольтамперометрия и кривые зависимости сила тока-потенциал
• процесс электролиза
• топливные элементы