Ключевое различие между концентрационной поляризацией и кинетической поляризацией заключается в том, что концентрационная поляризация возникает из-за изменений концентрации электролита, тогда как кинетическая поляризация - это изменение статической диэлектрической проницаемости.
Концентрационную поляризацию и кинетическую поляризацию можно описать как вклад в перенапряжение системы. В обоих случаях для реакции и для переноса электронов через границу раздела электрод-электролит требуется перенапряжение.
Что такое поляризация концентрации?
Концентрационная поляризация – это часть поляризации электролитической ячейки, возникающая в результате изменений концентрации электролита, вызванных прохождением тока через границу раздела электрод/раствор. Мы используем этот термин в таких областях, как электрохимия и наука о мембранах.
В этом контексте мы можем понимать термин поляризация как сдвиг электрохимической разности потенциалов поперек ячейки от равновесного значения, которое мы получаем для этой системы. Следовательно, этот термин эквивалентен перенапряжению концентрации.
Когда химические вещества, участвующие в электрохимической электродной реакции, имеют дефицит, мы можем наблюдать снижение концентрации этих веществ на поверхности, что также вызывает диффузию. Мы можем добавить диффузию к миграционному транспорту к поверхности, чтобы поддерживать баланс потребления и доставки вида.
Кроме того, мы можем наблюдать, что концентрационная поляризация приводит к увеличению просачивания соли через мембрану и увеличивает вероятность образования накипи/обрастания. Поэтому мы также можем наблюдать, что селективность разделения и время жизни мембраны ухудшаются.
Рисунок 01: Поляризация концентрации
Рисунок 1 показывает потоки и профили концентрации в конкретной мембране с окружающим ее раствором. На рисунке (а) показано приложение движущей силы к системе в начальном состоянии равновесия. Здесь поток селективно проникающих веществ в мембрану больше, чем их поток в раствор. На рисунке (b) показаны концентрации, вызывающие диффузионный перенос, который, в свою очередь, увеличивает общий поток в растворе, уменьшая поток в мембране.
Что такое кинетическая поляризация?
Кинетическая поляризация может быть описана как изменение статической диэлектрической проницаемости раствора по отношению к диэлектрической проницаемости чистого растворителя. Важным термином, касающимся кинетической поляризации, является дефицит кинетической поляризации, который относится к снижению статической диэлектрической проницаемости раствора по сравнению с диэлектрической проницаемостью чистого растворителя. Обычно уменьшение этого фактора пропорционально произведению времени диэлектрической релаксации растворителя на низкочастотную проводимость раствора.
Кинетическая поляризация – это состояние, при котором ток ограничен скоростью, с которой электроны переходят между поверхностями электродов и реагентами в растворе.
В чем разница между концентрационной поляризацией и кинетической поляризацией?
Концентрационную поляризацию и кинетическую поляризацию можно описать как вклад в перенапряжение системы. Ключевое различие между концентрационной поляризацией и кинетической поляризацией заключается в том, что концентрационная поляризация возникает из-за изменений концентрации электролита, тогда как кинетическая поляризация - это изменение статической диэлектрической проницаемости.
Резюме – Концентрационная поляризация против кинетической поляризации
Концентрационная поляризация – это часть поляризации электролитической ячейки, возникающая в результате изменения концентрации электролита, вызванного прохождением тока через границу раздела электрод/раствор. Кинетическая поляризация – это изменение статической диэлектрической проницаемости раствора по отношению к чистому растворителю. Ключевое различие между концентрационной поляризацией и кинетической поляризацией заключается в том, что концентрационная поляризация является результатом изменений концентрации электролита, тогда как кинетическая поляризация - это изменение статической диэлектрической проницаемости.
