Động học quá trình điện cực

Chúng ta xét một pin gồm hai điện cực có điện thế điện cực cân bằng, dung dịch chất điện giải giữa hai cực có điện trở là R. Nối hai điện cực với nhau( giả thiết điện trở mạch ngoài bằng 0)
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Động học quá trình điện cực 35Chæång 2: ÂÄÜNG HOÜC QUAÏ TRÇNH ÂIÃÛN CÆÛCI. Âäüng hoüc quaï trçnh âiãûn cæûc âån giaín khäng keìm theo háúp phuû váût lêvaì hoïa hoüc: 1/ Sæû phán cæûc: Chuïng ta xeït mäüt pin gäöm hai âiãûn cæûc coï âiãûn thãú âiãûn cæûc cán bàònganäút laì ϕ acb vaì catäút laì ϕ ccb . Dung dëch cháút âiãûn giaíi giæîa hai cæûc coï âiãûn tråílaì R. Näúi hai âiãûn cæûc våïi nhau (giaí thiãút âiãûn tråí maûch ngoaìi bàòng 0), âocæåìng âäü doìng âiãûn phaït sinh trong maûch, ta tháúy I’ nhoí hån giaï trë cæåìng âäütênh theo âënh luáût ohm: ϕ ccb − ϕ a cb I ≤ (2.1) R Thæûc tãú R ≈ const , nãn I’ nhoí hån giaï trë tênh theo âënh luáût ohm chè coïthãø do tæí säú giaím maì thäi. Thæûc váûy, nãúu chuïng ta âo caïc âiãûn thãú âiãûn cæûcϕ a vaì ϕ ci khi maûch coï doìng âiãûn âi qua thç tháúy ϕ ci tråí nãn ám hån ϕ ccb vaì ϕ a i itråí nãn dæång hån ϕ acb . +ϕ ϕ ccb ϕ ci ϕa i ϕa cb −ϕ Hiãûn tæåüng âoï goüi laì sæû phán cæûc âiãûn cæûc, goüi tàõt laì sæû phán cæûc vaìbiãùu diãùn bàòng cäng thæïc sau: ∆ϕ = ϕ i − ϕ cb (2.2) 36Trong âoï ϕi, ϕcb: laì âiãûn thãú âiãûn cæûc khi coï doìng i âi qua maûch âiãûn hoïa vaìkhi cán bàòng. 2/ Quaï trçnh catäút vaì anäút: - Quaï trçnh catäút laì quaï trçnh khæí âiãûn hoïa, trong âoï caïc pháön tæí phaínæïng nháûn âiãûn tæí tæì âiãûn cæûc.Vê duû: Cu 2+ + 2e → Cu - Quaï trçnh anäút laì quaï trçnh oxy hoïa âiãûn hoïa, trong âoï caïc pháön tæíphaín æïng nhæåìng âiãûn tæí cho âiãûn cæûc.Vê duû: Cu → Cu 2+ + 2e - Catäút laì âiãûn cæûc trãn âoï xaíy ra quaï trçnh khæí - Anäút laì âiãûn cæûc trãn âoï xaíy ra quaï trçnh oxy hoïa. Nhæ váûy, trong caïc nguäön âiãûn thç anäút laì cæûc ám coìn catäút laì cæûcdæång. Coìn trong caïc bçnh âiãûn phán thç anäút laì cæûc dæång coìn catäút laì cæûcám. - Phán cæûc catäút nãúu âiãûn thãú âiãûn cæûc dëch chuyãøn vãö phêa ám hån sovåïi âiãûn thãú cán bàòng vaì phán cæûc anäút nãúu âiãûn thãú âiãûn cæûc dëch chuyãøn vãöphêa dæång hån so våïi âiãûn thãú cán bàòng, khi coï doìng âiãûn chaûy trong maûchâiãûn hoïa. Nhæ váûy, trong træåìng håüp hãû thäúng âiãûn hoïa laì nguäön âiãûn thç pháncæûc seî laìm cho âiãûn thãú âiãûn cæûc xêch laûi gáön nhau. Do âoï, hiãûu säú âiãûn thãúϕ ic − ϕ ia seî nhoí hån ϕ cb − ϕ cb vaì dáùn âãún laìm giaím cæåìng âäü doìng âiãûn. c a 37 Ngæûåc laûi trong træåìng håüp âiãûn phán thç seî laìm cho âiãûn thãú âiãûncæûc taïch xa nhau ra, vç váûy âiãûn thãú aïp tæì ngoaìi vaìo phaíi låïn hån hiãûu säú âiãûnthãú ϕ cb − ϕ cb thç quaï trçnh âiãûn phán måïi xaíy ra. c a 3/ Nguyãn nhán gáy nãn sæû phán cæûc: Coï nhiãöu giaí thuyãút giaíi thêch nguyãn nhán vaì cå chãú gáy nãn sæû pháncæûc. Phán cæûc coï thãø do: • Cháûm phoïng âiãûn, tæïc cháûm quaï trçnh chuyãøn nháûn âiãûn tæí. • Cháûm loaûi voí hydrat cuía ion. • Cháûm kãút tinh kim loaûi trãn bãö màût âiãûn cæûc. • Cháûm khuyãúch taïn cháút phaín æïng âãún âiãûn cæûc. • Chaûm kãút håüp nguyãn tæí thaình phán tæí ..... Trong caïc giaí thuyãút trãn khäng coï giaí thuyãút naìo coï thãø giaíi thêchmäüt caïch thoîa âaïng caïc qui luáût vãö âäüng hoüc cuía caïc phaín æïng âiãûn cæûc. Tuìy tæìng træåìng håüp cuû thãø, ta coï thãø sæí duûng thuyãút naìy hay thuyãútkia âãø giaíi thêch caïc hiãûn tæåüng thæûc nghiãûm. Hiãûn nay ngæåìi ta quan niãûm ràòng quaï trçnh âiãûn cæûc bao giåì cuîng coïnhiãöu giai âoaûn nhæ khuyãúch taïn caïc cháút phaín æìng âãún âiãûn cæûc, phoïngâiãûn, thaíi saín pháøm cuía quaï trçnh âiãûn cæûc..., tuìy theo giai âoaûn naìo laì cháûmnháút trong caïc giai âoaûn seî laì nguyãn nhán gáy nãn sæû phán cæûc. 4/ Phæång trçnh cuía âæåìng cong phán cæûc (khi khäng coï sæû háúpphuû): Xeït quaï trçnh âiãûn cæûc âån giaín coï hai pháön tæí hoìa tan tham gia: 38 ...