60268 Obraz (2633)

34

Pamiętając, że 0 jest zdefiniowana równaniem (4.12), można przebieg zmian stężenia obydwu form substancji elektroaktywnej zdefiniować jak na i rys. 4.2.

34

Rys. 4.2. Rozkład stężeń eleklroaklywnych form Ox i Red przy płaskiej elektrodzie dla { = I i 3 = 0,5. Oś odległości podana jest we względnych jednostkach grubości warstwy dyfuzyjnej, gdzie x_t - -JxDf

Zgodnie z prawami transportu przepływ prądu przez elektrodę związany j) z redukcją formy Ox będzie proporcjonalny do wartości strumienia J_0x do _t elektrody:

i= -nFAJ₀Jp, t)    (4.21)1

a z kolei zgodnie z I prawem Ficka (równanie (4.7)) mamy:

•W*, 0 = -Do_x*-j^X’ -    (4.22)4

dx    1

t

Stąd, po uwzględnieniu transformacji Laplace’a (równanie (4.15)), otrzymano:

(4.23)

! .    . _v n —x²

Jo_x{x, t) = c_0x-exp-

Prąd reakcji redukcji ma postać:

IDo,

i — nFAcox

nt

i +7©

Zauważmy, że prąd i ma praktycznie wartość nieskończoną, gdy c co jest zaskakującym wynikiem przyjętych założeń, że c_R,/0, 0) g 0 I i₀, 0, i) j C/t*(0, t) ma wartość skończoną. Jeśli zatem £ « £, izn , _Olt0, i) jest bardzo małe i że każda cząstka Ox dążąca do elekt zostanie zredukowana.

4.2. Przewodność elektrolityczna roztworów elektrolitów

W ramach kursu fizyki omówione zostały reguły rządzące przep prądu elektrycznego przez przewodniki metaliczne i przez półprzew różnych typów. Omówmy obecnie zjawiska towarzyszące przepływowi pr elektrycznego przez roztwory elektrolitów, elektrolity stałe i stopione

Friedrich W. KOHLRAUSCH (1840-1910). profesor fizyki uniwersy* w Zurichu (Szwajcaria), Góttingen, Darmstadt i Wurzburg (Niemcy). B bourg (wówczas również w Niemczech) i w Berlinie. Wprowadził znę prądową metodę pomiaru przewodnictwa elektrolitów.

Johann W. HITTORF (1824-1914), profesor uniwersytetu w Afi (Niemcy). Opracował teorię przenoszenia jonów (liczby przenoszenia Hitt i teorii przenoszenia elektrolitów.

Lars ONSAGER (1903-1976), profesor chemii fizycznej w Brown Unlr i Yale Unmrsity (USA). Zajmował się wieloma dziedzinami chemii teoret jak wówczas nazywano chemię fizyczną. Wprowadził nowe rozwiąz teorii przewodnicka roztworów elektrolitów, a za prace o nierównow termodynamice w roku 1968 uzyskał Nagrodę Nobla.

Transport ładunku opisuje, na zasadach rządzących dy| prawo Ohma w postaci przedstawiającej prąd reakcji jako spadek po w zależności od odległości M elektrody:

J =

gdzie: j - gęstość prądu,

k - przewodnictwo właściwe,

tp - potencjał wewnętrzny fazy (patrz rozdz. 6).