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la cinétique électrochimique (Ne pas confondre avec 'électrocinétique) Est la discipline qui étudie la vitesse qui produisent des procédés électrochimique, comprenant: la synthèse électrochimique, la production électrochimique de métaux et de leurs procédés de raffinage électrolytique, la corrosion et la production d'électricité à partir de cellules galvaniques ou son accumulation dans des accumulateurs.

La cinétique chimique est concerné par l'étude de la vitesse de réaction des deux réactions acide-base de Lewis selon que des réactions d'oxydation-réduction (redox), qui se produisent in situ; la cinétique électrochimique est plutôt impliqués dans l'étude de la vitesse de réaction dans le domaine de électrochimique, soit quand un processus de réduction (réduction électrode de semireaction) et un procédé d'oxydation (oxydation de l'électrode de semireaction) se produisent simultanément par le mouvement des électrons dans un circuit électrique à l'extérieur.

Mécanisme d'un procédé électrochimique

Procédé électrochimique générique peut être considérée comme une succession de plusieurs étapes, qui forment la Mécanisme de réaction. Ces étapes peuvent être (mais pas nécessairement tous présents):[1][La bibliographie ne possède pas suffisamment d'autorité et le texte suivant a été en partie corrigée]

  • électrode demi-réactions d'oxydation et de réduction;
  • adsorption / désorption des espèces chimiques impliquées dans l'électrode demi-réactions;
  • cristallisation des espèces électroactives à la surface d'électrode;
  • transport de charge électrique en correspondance avec la surface des électrodes.
  • toutes les autres réactions chimiques qui précèdent ou qui suivent l'électrode demi-réactions;
  • le transport de masse des réactifs de masse électrolyte au plan de réaction;
  • transport des matières des produits à partir du plan de réaction de l'électrolyte en vrac.

Chacune de ces étapes a lieu en général à des vitesses différentes et l'étage plus lent représente le étape de détermination, qui commande la vitesse du processus électrochimique globale.

Vitesse d'un procédé électrochimique

Les procédés électrochimiques, à l'exclusion de la production d'électricité, peuvent se produire en intensité de travail I du courant et définit automatiquement la densité de l'impôt exigible et, par conséquent, les autres variables, y compris les électrodes potentielles, il réglera automatiquement; ou le travail sur l'électrode potentiel imposé (celui de l'électrode la plus importante de semireaction) et, par conséquent, les autres variables, y compris l'autre potentiel d'électrode, se régler automatiquement. Leur vitesse dans un cellule électrochimique Il peut être modifié en faisant varier:

  • l'intensité I du courant appliqué et donc, avec la même surface d'électrode, la densité du courant appliqué;
  • la tension appliquée aux bornes;
  • la zone de surface de la 'électrode;
  • la nature chimique de l'électrode;
  • en appuyant sur la vitesse de tous les processus de parasites.

La vitesse d'une réaction électrochimique est liée à 'l'intensité du courant travaillant dans cellule électrochimique par Les lois de l'électrolyse de Faraday. En l'absence de processus de parasites, de travail I intensité de l'ensemble actuel, et seulement elle impose la vitesse de réaction. processus électrochimiques, cinétiquement contrôlée de transport de charge électrique, la densité de courant est liée à tension appliquée à terminaux de la cellule de équation de Butler-Volmer, que, dans le cas de tension élevée, est réduite à loi Tafel. Ils ont également été mis au point des formes plus complexes de l'équation de Butler-Volmer, qui se lient à la densité de courant et la tension, même dans le cas d'un contrôle cinétique par transfert de matière, par réaction chimique, par cristallisation ou même dans le cas plus général de contrôle mixte . Utilisation électrode imposé potentiel, il est possible de modifier la vitesse d'une réaction électrochimique en modifiant de manière appropriée la tension appliquée aux bornes de la cellule, car il en résulte une variation de la densité de courant et, par conséquent, pour une zone d'électrode donnée, l'intensité I du en cours. Comme la tension appliquée augmente la vitesse de réaction.

Effet de l'électrode

Un potentiel d'électrode imposé et, par conséquent, à la densité de courant fixe, la vitesse d'une réaction électrochimique augmente évidemment que la zone d'électrode simplement parce que, afin de rester constant, la densité de courant doit augmenter l'intensité du courant

Effet de la nature de l'électrode

La variation de la vitesse d'un procédé électrochimique pour faire varier la nature chimique de l'électrode (dans le cas où l'électrode est inerte du point de vue chimique) est étudiée dans le domaine de la 'électrocatalyse.

En particulier, on voit que, même si les électrodes ne sont pas consommés au cours de la réaction, la variation de leur nature varie la densité de courant d'échange (Apparaissant dans 'équation de Butler-Volmer et loi Tafel) Et par conséquent la vitesse du processus électrochimique.

surtension

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: Surtension (électrochimique).

Pendant le déroulement du processus électrochimique, vous aurez la dilapidations l'énergie, qui déterminent l'évolution de la différence de potentiel, at-il dit poussée.

Il existe différents types de surtension, associés chacun à une étape particulière de Mécanisme de réaction. Les pics principaux sont ceux associés à la étape de détermination, de façon à réduire cette dissipation est nécessaire d'augmenter la vitesse de l'étape de détermination de débit, augmentant ainsi la vitesse du processus global. Par exemple, si l'étape déterminant la vitesse est le transport de matériau est possible d'utiliser un électrode à disque tournant pour accélérer le processus.[2]

notes

bibliographie

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