složeni elektrodni procesi, pregled; kinetika vodonične

Složeni elektrodni procesi, pregled; Kinetika vodonične

elektrode

Predavanje 20, 12.05.2021.

Udžbenik: S. Mentus, Elektrohemija, 2008, strane 213-226 + elektrokataliza (ne sve strane, samo po ispitnim pitanjima)

Priroda sporog stupnja elektrodnog procesa

• Jednostavni elektrodni procesi određeni • Jednovremenim prenosom elektrona

• Prenosom mase

• Kombinacijom ova dva

• Složeni elektrodni procesi – spori stupanje je bilo šta drugo

Složeni elektrodni procesi

• Elektrodne reakcije sa višestepenim prenosom elektrona

• Elektrodne reakcije koje uključuju hemijske reakcije u rastvoru • Elektrodne reakcije koje uključuju brzu izmenu elektrona i sporu hemijsku

reakciju u rastvoru

• Elektrodne reakcije koje uključuju spor stupanj izmene elektrona i brzu hemijsku reakciju u rastvoru; red elektrodne reakcije

(I) Cu2+ + e- Cu+

(II) Cu+ + e- Cu0

Red elektrodne reakcije

Elektrodne reakcije u kojima učestvuju adsorbovani intermedijeri - Kinetika elektrodne reakcije vodonične elektrode

I. ads

v

vHeH

1

2

(razelektrisanje vodoni~nog jona -reakcija Folmera)

Adsorbovani atomi vodonika se uklanjaju uz nastanak molekula gasa po jednom od slede}ih reakcionih

stupnjeva:

II. 2

3

4

2 HHv

vads (rekombinacija adsorbovanih atoma - reakcija Tafela)

ili:

III. 5

6

v

vads eHH H2 (elektrohemijska desorpcija -reakcija Hejrovskog)


Pt Pd Fe Ni Cd Zn Hg

j0, A/cm2 10-3 -10-4 10-4 - 10-8 10-12 - 10-14

bc , mV 30 -120 30 120 120 120 120 114


I.Reakcija Folmera kao spori stupanj

Konstantna koncentracija H+

Red reakcije po H+?

Pokrivenost površine je jako mala


II. Reakcija Tafela kao spori stupanj

)1(k 2

)1(

1RT

FE

RT

FE

HekeC

Folmer u ravnoteži

1

KC eH

FE

RT Gibsova adsorpciona izoterma



1

KC eH

FE

RT Gibsova adsorpciona izoterma

Mala pokrivenost (kada?)

KC eH

FE

RT

Pokrivenost bliska jedinici (kada?)



Mala pokrivenost (kada?)

KC eH

FE

RT

j Fv Fk Fk K C e

K

H

FE

RT

2 2 23 3

2

3

2 2

2

ERT

FK

RT

FpH

RT

Fj

2 3

2

2 3 2 3

2

,log '

, ,log

Red reakcije po H+?



Pokrivenost bliska jedinici (kada?)

Granična reakciona struja Red reakcije po H+??????


III. Reakcija Hejrovskog kao spori stupanj RT

FE

Hc eCFkj

)1(

52

a) malo (blizu, ali ne i )

-0,04 V Tafelov nabib

A red reakcije po H+ je...?

b)

RT

FE

Hc eCFkj

)1(

52

F

RT

jd

dE

)1(

3,2

log

-0,120 V Tafelov nabib

A red reakcije po H+ je...?

Za vežbu

Folmer Tafel Hejrovski

Mala pokrivenost

Velika pokrivenost

Mala pokrivenost

Velika pokrivenost

Mala pokrivenost

Velika pokrivenost

Tafelov nagib

Red reakcije po H+

Elektrokataliza

Kao i u životu, u elektrokatalizi je bitno da sve bude balansirano!!!!

Šta je katalitički efekat? Šta je elektrokatalitički efekat? Kako poredimo različite elektrokatalizatore?

Elektrohemijski aspekti korozije

Predavanje 21, 12.05.2021.

Udžbenik: S. Mentus, Elektrohemija, 2008, strane 247-251 (preporučuje se da proučite i deo koji se odnosi na anodno formiranje oksidnih filmova)

Korozija

• Korozija je hemijska transformacija metala u svoje soli ili okside pod uticajem okolne sredine elektrolitičkog karaktera.

https://sites.google.com/site/scoyear11chemistry/home/redox-reactions/corrosion

Vodonična i kiseonična korozija (podela po timu katodne reakcije)

M Mz+ + ze-

zH+ + ze- z/2 H2

M zH M Hz z

2 2

Vodonična i kiseonična korozija (podela po timu katodne reakcije)

M Mz+ + ze-

O2 + 4H+ + 4e- 2H2O (u kiseloj sredini) (E)

ili

O2 + 2H2O + 4e- 4OH- ( u alkalnoj sredini) (F)

4M + zO2 + 2zH2O 4M(OH)z

Koji je ovo tip korozije

Termodinamika i kinetika procesa korozije

Korozija po modelu galvanskog elementa

E ERT

F

a

pH HH H

H

H2

2

2

0

2

2// ln

U kratkom spoju

Termodinamika i kinetika procesa korozije

Koroziona struja i korozioni potencijal

Termodinamika zavisi od ravnotežnih potencijala anodne i katodne rekacije. Kisoenična korozija je uvek TD povoljnija Kinetika takođe zavisi od EMS hipotetičkog glavnaskog elementa u kom ramatramo koroziju.

Realni I-E dijagrami metala u korodirajudoj sredini

Korisni linkovi

• https://chem.libretexts.org/Courses/Saint_Mary's_College%2C_Notre_Dame%2C_IN/CHEM_122-02_(Under_Construction)/4%3A_Electrochemistry/4.1%3A_Electrochemistry/Corrosion

https://chem.libretexts.org/Courses/Saint_Mary's_College,_Notre_Dame,_IN/CHEM_122-02_(Under_Construction)/4:_Electrochemistry/4.1:_Electrochemistry/Corrosion





složeni elektrodni procesi, pregled; kinetika vodonične

Documents