Ključna razlika med koncentracijsko polarizacijo in kinetično polarizacijo je, da koncentracijska polarizacija izhaja iz sprememb v koncentraciji elektrolita, medtem ko je kinetična polarizacija sprememba statične prepustnosti.
Polarizacijo koncentracije in kinetično polarizacijo lahko opišemo kot prispevke k prenapetosti sistema. Pri obeh je za reakcijo in za prenos elektronov čez medfazo med elektrodo in elektrolitom potreben prenapetost.
Kaj je koncentracijska polarizacija?
Polarizacija koncentracije je del polarizacije elektrolitske celice, ki je posledica sprememb koncentracije elektrolita, ki jih povzroči prehod toka skozi vmesnik elektroda/raztopina. Ta izraz uporabljamo na področjih, kot sta elektrokemija in znanost o membranah.
V tem kontekstu lahko izraz polarizacija razumemo kot premik elektrokemične potencialne razlike v celici od ravnotežne vrednosti, ki jo dobimo za ta sistem. Zato je izraz enakovreden koncentracijskemu prenapetosti.
Kadar obstaja kemijska vrsta, ki sodeluje v elektrokemični elektrodni reakciji, ki ima kratko zalogo, lahko opazimo zmanjšanje koncentracije te vrste na površini, kar povzroči tudi difuzijo. Dodamo lahko difuzijo selitvenemu transportu proti površju, da ohranimo ravnovesje porabe in zagotovimo vrsto.
Poleg tega lahko opazimo, da koncentracijska polarizacija vodi do povečanega uhajanja soli skozi membrano in poveča verjetnost nastanka vodnega kamna/umazanije. Zato lahko tudi opazimo, da se selektivnost ločevanja in življenjska doba življenjske dobe membrane poslabšata.
Slika 01: Polarizacija koncentracije
Slika 1 prikazuje tokove in koncentracijske profile v določeni membrani z okoliško raztopino. Slika (a) prikazuje uporabo gonilne sile na sistem v začetnem stanju ravnovesja. Tu je pretok selektivno prepustnih vrst v membrani večji od pretoka le-teh v raztopini. Slika (b) prikazuje koncentracije, ki povzročijo difuzijski transport, ki posledično poveča skupni tok v raztopini in zmanjša tok v membrani.
Kaj je kinetična polarizacija?
Kinetično polarizacijo lahko opišemo kot spremembo statične prepustnosti raztopine glede na prepustnost čistega topila. Pomemben izraz v zvezi s kinetično polarizacijo je pomanjkanje kinetične polarizacije, ki se nanaša na zmanjšanje statične prepustnosti raztopine v primerjavi s tisto čistega topila. Običajno je zmanjšanje tega faktorja sorazmerno z zmnožkom dielektričnega relaksacijskega časa topila in nizkofrekvenčne prevodnosti raztopine.
Kinetična polarizacija je stanje, v katerem je tok omejen s hitrostjo prenosa elektronov med površinami elektrod in reaktanti v raztopini.
Kakšna je razlika med koncentracijsko in kinetično polarizacijo?
Polarizacijo koncentracije in kinetično polarizacijo lahko opišemo kot prispevke k prenapetosti sistema. Ključna razlika med koncentracijsko polarizacijo in kinetično polarizacijo je, da koncentracijska polarizacija izhaja iz sprememb koncentracije elektrolita, medtem ko je kinetična polarizacija sprememba statične prepustnosti.
Povzetek – Koncentracijska polarizacija proti kinetični polarizaciji
Polarizacija koncentracije je del polarizacije elektrolitske celice, ki je posledica sprememb koncentracije elektrolita, ki jih povzroči prehod toka skozi vmesnik elektroda/raztopina. Kinetična polarizacija je sprememba statične prepustnosti raztopine glede na zadevno čisto topilo. Ključna razlika med koncentracijsko polarizacijo in kinetično polarizacijo je v tem, da je koncentracijska polarizacija posledica sprememb koncentracije elektrolita, medtem ko je kinetična polarizacija sprememba statične prepustnosti.
