Elektrisko apkures cauruļu galvanizācijas elektroķīmiskā polarizācija

Elektrisko apkures cauruļu galvanizācijas elektroķīmiskā polarizācija

Elektrodu potenciāla izmaiņas, ko izraisa lēna elektroķīmisko posmu norise katoda reakcijas procesā, sauc par elektroķīmisko polarizāciju. Šīs elektrodu potenciāla izmaiņas var uzskatīt arī par elektrodu reakcijas aktivācijas enerģijas izmaiņām, tādējādi ietekmējot elektrodu reakcijas ātrumu.

Galvanizācijas procesā, kad cauri neplūst strāva, katods pārklājuma šķīdumā ir līdzsvarā un tā elektroda potenciāls ir plakans. Pēc elektrifikācijas, pieņemot, ka elektroķīmisko soļu ātrums ir bezgalīgi liels, lai gan katoda strāvas blīvums ir augsts (ti, elektrodam tiek piegādāts daudz elektronu laika vienībā), cinka joni joprojām var iziet reducēšanas reakciju. katodu, saglabājot līdzsvara potenciālu nemainīgu. Tas nozīmē, ka visi elektroni, kas plūst no ārējās ķēdes, nekavējoties tiek patērēti cinka jonu reducēšanas reakcijā, tiklīdz tie sasniedz elektroda virsmu. Līdz ar to uz elektroda virsmas neuzkrāsies lieki elektroni, un elektroda lādiņš paliks tāds pats kā tad, ja tas netiek pieslēgts. Sākotnējais dubultais slānis nemainīsies, tas nozīmē, ka elektroda potenciāls nemainās, un elektroda reakcija joprojām turpināsies līdzsvara potenciālā.

Ja elektrodu reakcijas ātrums ir ierobežots, t.i., cinka jonu reducēšanas reakcijas pabeigšanai nepieciešams noteikts laiks, bet elektrodam padotās elektroenerģijas daudzums laika vienībā ir bezgalīgi mazs (tas ir, katoda strāva blīvums ir bezgalīgi mazs), cinka joniem joprojām ir pietiekami daudz laika, lai savienotos ar elektroniem uz elektroda, un uz elektroda virsmas joprojām nav pārmērīga elektronu uzkrāšanās, tāpēc elektroda potenciāls paliek nemainīgs un paliek līdzsvara potenciālā.

Tomēr patiesībā neviens no šiem pieņēmumiem nepastāv. Galvanizācijas laikā lādiņa plūsmas ātrums uz elektrodu (ti, strāva) nav bezgalīgi mazs, un arī cinka jonu samazināšanas ātrums uz elektroda nav bezgalīgi liels. Jebkāda elektronu pieauguma vai zuduma elektrodu reakcijas dēļ vienmēr pastāv noteikta pretestība. Tāpēc pēc tam, kad ārējais barošanas avots elektrodam piegādā elektronus, cinka jonus nevar nekavējoties samazināt, un elektronus, ko transportē ārējais barošanas avots, nevar pilnībā patērēt. Rezultātā uz elektroda virsmas uzkrājas liekie elektroni (salīdzinājumā ar līdzsvara stāvokli, kad tas nav ieslēgts), izraisot negatīvo lādiņu pieaugumu uz elektroda virsmas, salīdzinot ar stāvokli pirms ieslēgšanas, un elektroda potenciāls pārvietojas negatīvā virzienā un polarizējas.

Līdzīgi, sakarā ar to, ka ātrums, ar kādu cinka atomi uz anoda atbrīvo elektronus, ir mazāks par ātrumu, ar kādu elektroni plūst no anoda uz ārējo barošanas avotu, notiek pārmērīga pozitīvā lādiņa uzkrāšanās (cinka jonu uzkrāšanās). anodu, izraisot anoda potenciāla novirzi no līdzsvara potenciāla un kļūstot pozitīvam, kā rezultātā notiek anoda elektroķīmiskā polarizācija.

No iepriekš minētā elektrodu polarizācijas procesa apspriešanas var redzēt, ka elektroda polarizāciju galvenokārt izraisa neatbilstība starp elektrodu reakcijas ātrumu, elektronu pārneses ātrumu un jonu difūzijas ātrumu. Katodiskās koncentrācijas polarizācijas rašanos izraisa jonu difūzijas ātrums, kas ir mazāks par ātrumu, ar kādu elektrodu reakcija patērē jonus, savukārt katoda elektroķīmisko polarizāciju izraisa elektronu pārneses ātrums, kas ir lielāks par ātrumu, ar kādu elektrodu reakcija patērē elektronus.

www.superbheater.com