Коэффициент передачи заряда

Коэффициент переноса заряда , и фактор симметрии (символы & alpha ; и β , соответственно) две соответствующие параметры , используемые в описании кинетики в электрохимических реакциях . Они появляются в уравнении Батлера – Фольмера и связанных выражениях.

Фактор симметрии и коэффициент переноса заряда безразмерны . ^[1]

Согласно IUPAC определению, ^[2] для реакции с одной лимитирующей стадией, коэффициентом переноса заряда для катодной реакции ( катодный коэффициент переноса , α _с ) определяются следующим образом:

${\ displaystyle {\ frac {\ alpha _ {\ rm {c}}} {\ nu}} = - {\ frac {RT} {nF}} \ left ({\ frac {\ partial \ ln | I _ {\ rm {red}} |} {\ partial E}} \ right) _ {p, T, c_ {i} ^ {\ rm {interface}}}}$

Коэффициент анодного переноса ( α _a ) определяется аналогично: ^[3]

${\ displaystyle {\ frac {\ alpha _ {\ rm {a}}} {\ nu}} = {\ frac {RT} {nF}} \ left ({\ frac {\ partial \ ln | I _ {\ rm {ox}} |} {\ partial E}} \ right) _ {p, T, c_ {i} ^ {\ rm {interface}}}}$

где:

• ${\ displaystyle \ nu}$: стехиометрическое число , то есть количество активированных комплексов, образованных и разрушенных в общей реакции (с n электронами).
• ${\ displaystyle R}$: универсальная газовая постоянная
• ${\ displaystyle T}$: абсолютная температура
• ${\ displaystyle n}$: количество электронов, участвующих в электродной реакции
• ${\ displaystyle F}$: Постоянная Фарадея
• ${\ displaystyle E}$: электродный потенциал
• ${\ displaystyle I}$: частичный катодный (анодный) ток ^{[4] [5]}

Значение [ править ]

Коэффициент переноса заряда означает фракцию межфазного потенциала на электрод - электролит интерфейсе , который помогает в снижении свободной энергии барьера для электрохимической реакции. Электроактивный ион, присутствующий в межфазной области, испытывает межфазный потенциал, и электростатическая работа совершается на ионе посредством части межфазного электрического поля. Именно коэффициент переноса заряда обозначает ту часть, которая используется для активации иона до вершины барьера свободной энергии.

Батареи и топливные элементы [ править ]

В работающих батареях и топливных элементах коэффициент передачи заряда - это параметр, обозначающий долю перенапряжения, которая влияет на плотность тока . Этот параметр имел таинственное значение в электрохимической кинетике для более чем три четверти прошлого века ^{[ править ]} . Можно также сказать, что коэффициент переноса заряда является основой кинетики электродов.

Фактор симметрии [ править ]

Фактор симметрии (или фактор симметрии барьера) - это коэффициент, аналогичный коэффициенту переноса, но применимый только к одностадийным реакциям.

Сумма фактора анодной симметрии и фактора катодной симметрии равна единице:

${\ displaystyle \ beta _ {\ rm {c}} + \ beta _ {\ rm {a}} = 1}$

Ссылки [ править ]