Ключовата разлика между концентрационната поляризация и кинетичната поляризация е, че концентрационната поляризация идва от промените в концентрацията на електролита, докато кинетичната поляризация е промяната в статичната диэлектрическа проницаемост.
Поляризацията на концентрацията и кинетичната поляризация могат да бъдат описани като принос към свръхпотенциала на системата. И в двете е необходим свръхнапрежение за реакцията и за преноса на електрони през интерфазата електрод-електролит.
Какво е поляризация на концентрацията?
Поляризацията на концентрацията е част от поляризацията на електролитна клетка, която е резултат от промени в концентрацията на електролита, причинени от преминаването на ток през интерфейса електрод/разтвор. Използваме този термин в области като електрохимия и наука за мембраните.
В този контекст можем да разберем термина поляризация като изместване на електрохимичната потенциална разлика в клетката от равновесната стойност, която получаваме за тази система. Следователно терминът е еквивалентен на свръхпотенциал на концентрация.
Когато има химичен вид, който участва в електрохимична електродна реакция с недостиг, можем да наблюдаваме намаляване на концентрацията на този вид на повърхността, което също причинява дифузия. Можем да добавим дифузия към миграционния транспорт към повърхността, за да поддържаме баланса на потреблението и да доставяме вида.
Освен това, можем да наблюдаваме, че поляризацията на концентрацията води до увеличаване на изтичането на сол през мембраната и увеличава вероятността от развитие на котлен камък/замърсяване. Следователно можем също да наблюдаваме, че селективността на разделяне и продължителността на живота на мембраната се влошава.
Фигура 01: Поляризация на концентрацията
Фигура 1 показва потоците и профилите на концентрация в конкретна мембрана със заобикалящия я разтвор. Фигура (а) показва прилагането на движеща сила към система в началното състояние на равновесие. Тук потокът на селективно проникващите видове в мембраната е по-голям от потока им в разтвора. Фигура (b) показва концентрации, които предизвикват дифузионен транспорт, който от своя страна увеличава общия поток в разтвора, намалявайки потока в мембраната.
Какво е кинетична поляризация?
Кинетичната поляризация може да се опише като промяна на статичната диелектрична проницаемост на разтвора по отношение на тази на чистия разтворител. Важен термин по отношение на кинетичната поляризация е дефицитът на кинетична поляризация, който се отнася до намаляването на статичната диэлектрическа проницаемост на разтвора в сравнение с тази на чистия разтворител. Обикновено намаляването на този коефициент е пропорционално на произведението от времето за диелектрична релаксация на разтворителя и нискочестотната проводимост на разтвора.
Кинетичната поляризация е състояние, при което токът е ограничен от скоростта, с която електроните се прехвърлят между повърхностите на електрода и реагентите в разтвора.
Каква е разликата между концентрационната поляризация и кинетичната поляризация?
Поляризацията на концентрацията и кинетичната поляризация могат да бъдат описани като принос към свръхпотенциала на системата. Ключовата разлика между концентрационната поляризация и кинетичната поляризация е, че концентрационната поляризация идва от промените в концентрацията на електролита, докато кинетичната поляризация е промяната в статичната диэлектрическа проницаемост.
Обобщение – Концентрационна поляризация срещу кинетична поляризация
Поляризацията на концентрацията е част от поляризацията на електролитна клетка, която е резултат от промени в концентрацията на електролита, причинени от преминаването на ток през интерфейса електрод/разтвор. Кинетичната поляризация е промяната на статичната диелектрична проницаемост на разтвора по отношение на чистия разтворител. Ключовата разлика между концентрационната поляризация и кинетичната поляризация е, че концентрационната поляризация е резултат от промените в концентрацията на електролита, докато кинетичната поляризация е промяната в статичната диэлектрическа проницаемост.
