Vad betyder aktiveringsöverpotential?
Aktiveringsöverpotential är den energi som går förlorad på grund av långsamma elektrokemiska reaktioner vid anoden och katodelektroderna.
Aktiveringsöverpotential är ett mått på elektrodernas aktivitet. Den representerar den överpotential som krävs för elektrokemisk reaktion – strömtätheten (vanligen liten) vid vilken överpotentialen mäts.
Aktiveringspotential är potentialskillnaden över jämviktsvärdet som krävs för att producera en ström som beror på aktiveringsenergin för redoxhändelsen. Även om det är tvetydigt hänvisar ”aktiveringsöverpotential” ofta uteslutande till den aktiveringsenergi som är nödvändig för att överföra en elektron från en elektrod till en analyt.
Kunskaper.se förklarar aktiveringsöverpotential
Aktiveringsöverpotential är ett tillstånd som uppstår när reaktionshastigheten styrs av det långsammaste ”steget” i en serie reaktionssteg. Till exempel är stegen i en vätereduktionsreaktion:
- 1. Vätejoner absorberas från lösningen på anodytan.
- Aktivering
- Ytsträvhet
2. Elektronöverföring sker från anoden till vätejonerna för att bilda väte. 3. Väteelementen bildar vätgasmolekyler.
4. Vätgasbubblor bildas.
Det långsammaste av dessa fyra steg bestämmer hur snabbt sker den totala reduktionsreaktionen.
Inom elektrokemi är överpotential potentialskillnaden (spänningen) mellan en halvreaktions termodynamiskt bestämda reduktionspotential och potentialen vid vilken redoxhändelsen är experimentellt observerade. Termen är direkt relaterad till en cells spänningseffektivitet.
Det finns tre kategorier av överpotentialer:
Koncentration
Motstånd
Faktorer som påverkar aktiveringsöverpotentialen:
Strömdensitet
Material
Temperatur
Tryck
pH
Agitation
Adsorption av joner
Vid låg strömtäthet styrs formen på polarisationskurvan av aktiveringsöverpotentialen, som uppstår från kinetiken för laddningsöverföringsreaktioner över gränssnitt och representerar storleken på aktiveringen energier när reaktioner fortplantar sig med den hastighet som krävs av th e nuvarande. Detta beror på:
Typ av reaktioner och katalysatormaterial
Elektrodmikrostruktur
Reaktantaktiviteter
Elektrolytmaterial (surt/alkaliskt)
Temperatur
Strömdensitet
