Плотность обменного тока - Exchange current density
В электрохимия, плотность тока обмена - параметр, используемый в Уравнение Тафеля, Уравнение Батлера – Фольмера и другие электрохимическая кинетика выражения. Уравнение Тафеля описывает зависимость тока электролитического процесса от перенапряжение.
Плотность обменного тока - это ток в отсутствие чистого электролиза и при нулевом перенапряжении. Обменный ток можно рассматривать как фоновый ток, к которому нормализуется чистый ток, наблюдаемый при различных перенапряжениях. Для окислительно-восстановительной реакции, записанной как восстановление при равновесном потенциале, процессы переноса электронов продолжаются на границе раздела электрод / раствор в обоих направлениях. В катодный ток уравновешивается анодный ток. Этот постоянный ток в обоих направлениях называется плотностью тока обмена. Когда потенциал установлен более отрицательным, чем формальный потенциал, катодный ток больше, чем анодный ток. Катодный ток записан как уменьшение. Чистая плотность тока - это разница между катодной и анодной плотностями тока.
Плотность обменного тока отражает внутренние курсы перенос электронов между аналит и электрод. Такие скорости дают представление о структуре и связях аналита и электрода. Например, обменные плотности тока для платина и Меркурий электроды для восстановления протонов различаются в 10 раз10, что свидетельствует о прекрасных каталитических свойствах платины. Из-за этой разницы ртуть является предпочтительным электродным материалом при восстанавливающих (катодных) потенциалах в водном растворе.[1]
Параметры, влияющие на плотность тока обмена
Плотность обменного тока в значительной степени зависит от природы электрода, не только от его структуры, но и от физических параметров, таких как шероховатость поверхности. Конечно, факторы, изменяющие состав электрода, в том числе пассивирующий оксиды и адсорбированные частицы на поверхности также влияют на перенос электронов. Природа электроактивных частиц (аналита) в растворе также критически влияет на плотности тока обмена как в восстановленной, так и в окисленной форме.
Менее важными, но все же важными являются окружение раствора, включая растворитель, природу другого электролита и температуру. Для концентрационной зависимости плотности обменного тока приведено выражение для одноэлектронной реакции:[2]
Примеры значений
| Электродный материал | Обмен Текущий плотность -бревно10(А / см2) |
|---|---|
| Палладий | 3.0 |
| Платина | 3.1 |
| Родий | 3.6 |
| Иридий | 3.7 |
| Никель | 5.2 |
| Золото | 5.4 |
| Вольфрам | 5.9 |
| Ниобий | 6.8 |
| Титана | 8.2 |
| Кадмий | 10.8 |
| Марганец | 10.9 |
| Свинец | 12.0 |
| Меркурий | 12.3 |