Klíčový rozdíl mezi koncentrační polarizací a kinetickou polarizací je ten, že koncentrační polarizace pochází ze změn koncentrace elektrolytu, zatímco kinetická polarizace je změna statické permitivity.
Koncentrační polarizaci a kinetickou polarizaci lze popsat jako příspěvky k nadměrnému potenciálu systému. V obou těchto případech je pro reakci a pro přenos elektronů přes mezifázi elektroda-elektrolyt vyžadován nadměrný potenciál.
Co je koncentrační polarizace?
Polarizace koncentrace je část polarizace elektrolytického článku, která je výsledkem změn koncentrace elektrolytu, které jsou způsobeny průchodem proudu rozhraním elektroda/roztok. Tento termín používáme v oborech, jako je elektrochemie a membránová věda.
Pojem polarizace můžeme v této souvislosti chápat jako posun rozdílu elektrochemického potenciálu napříč článkem od rovnovážné hodnoty, kterou pro tento systém získáme. Proto je tento termín ekvivalentem nadměrné koncentrace.
Pokud existuje chemická látka, která se účastní elektrochemické elektrodové reakce s nedostatečným přívodem, můžeme pozorovat pokles koncentrace této látky na povrchu, což také způsobuje difúzi. K migračnímu transportu směrem k povrchu můžeme přidat difúzi, abychom udrželi rovnováhu spotřeby a dodali druhy.
Navíc můžeme pozorovat, že koncentrační polarizace vede ke zvýšení úniku soli přes membránu a zvyšuje pravděpodobnost tvorby vodního kamene/znečištění. Proto můžeme také pozorovat, že se zhoršuje selektivita separace a životnost membrány.
Obrázek 01: Koncentrační polarizace
Obrázek 1 ukazuje toky a koncentrační profily v konkrétní membráně s okolním roztokem. Obrázek (a) ukazuje aplikaci hnací síly na systém v počátečním stavu rovnováhy. Zde je tok selektivně prostupujících látek v membráně větší než jejich tok v roztoku. Obrázek (b) ukazuje koncentrace, které vedou k difúznímu transportu, který zase zvyšuje celkový tok v roztoku a snižuje tok v membráně.
Co je kinetická polarizace?
Kinetická polarizace může být popsána jako změna statické permitivity roztoku vzhledem k permitivitě čistého rozpouštědla. Důležitým termínem týkajícím se kinetické polarizace je kinetická polarizační deficience, která označuje snížení statické permitivity roztoku ve srovnání s čistým rozpouštědlem. Obvykle je snížení tohoto faktoru úměrné součinu doby dielektrické relaxace rozpouštědla a nízkofrekvenční vodivosti roztoku.
Kinetická polarizace je stav, kdy je proud omezen rychlostí přenosu elektronů mezi povrchy elektrod a reaktanty v roztoku.
Jaký je rozdíl mezi koncentrační polarizací a kinetickou polarizací?
Koncentrační polarizaci a kinetickou polarizaci lze popsat jako příspěvky k nadměrnému potenciálu systému. Klíčový rozdíl mezi koncentrační polarizací a kinetickou polarizací je ten, že koncentrační polarizace pochází ze změn koncentrace elektrolytu, zatímco kinetická polarizace je změna statické permitivity.
Shrnutí – Polarizace koncentrace vs kinetická polarizace
Polarizace koncentrace je část polarizace elektrolytického článku, která je výsledkem změn koncentrace elektrolytu způsobených průchodem proudu rozhraním elektroda/roztok. Kinetická polarizace je změna statické permitivity roztoku vzhledem k čistému rozpouštědlu. Klíčový rozdíl mezi koncentrační polarizací a kinetickou polarizací je ten, že koncentrační polarizace je výsledkem změn v koncentraci elektrolytu, zatímco kinetická polarizace je změna statické permitivity.
