Kľúčový rozdiel medzi koncentračnou polarizáciou a kinetickou polarizáciou je ten, že koncentračná polarizácia pochádza zo zmien v koncentrácii elektrolytu, zatiaľ čo kinetická polarizácia je zmena v statickej permitivite.
Polarizáciu koncentrácie a kinetickú polarizáciu možno opísať ako príspevky k nadmernému potenciálu systému. V oboch prípadoch je pre reakciu a pre prenos elektrónov cez medzifázu elektróda-elektrolyt potrebný nadmerný potenciál.
Čo je polarizácia koncentrácie?
Polarizácia koncentrácie je časť polarizácie elektrolytického článku, ktorá je výsledkom zmien koncentrácie elektrolytu, ktoré sú spôsobené prechodom prúdu cez rozhranie elektróda/roztok. Tento výraz používame v oblastiach ako elektrochémia a membránová veda.
V tomto kontexte môžeme pojem polarizácia chápať ako posun rozdielu elektrochemického potenciálu naprieč článkom od rovnovážnej hodnoty, ktorú získame pre tento systém. Preto je tento výraz ekvivalentom nadmernej koncentrácie.
Keď existuje chemická látka, ktorá sa zúčastňuje na elektrochemickej elektródovej reakcii s krátkym prívodom, môžeme pozorovať pokles koncentrácie tejto látky na povrchu, čo tiež spôsobuje difúziu. K migračnému transportu smerom k povrchu môžeme pridať difúziu, aby sme zachovali rovnováhu spotreby a dodali druhy.
Okrem toho môžeme pozorovať, že polarizácia koncentrácie vedie k zvýšenému úniku soli cez membránu a zvyšuje pravdepodobnosť tvorby vodného kameňa/znečistenia. Preto môžeme tiež pozorovať, že selektivita separácie a životnosť membrány sa zhoršuje.
Obrázok 01: Polarizácia koncentrácie
Obrázok 1 ukazuje toky a profily koncentrácie v konkrétnej membráne s jej okolitým roztokom. Obrázok (a) znázorňuje aplikáciu hnacej sily na systém v počiatočnom rovnovážnom stave. Tu je tok selektívne prenikajúcich látok v membráne väčší ako ich tok v roztoku. Obrázok (b) ukazuje koncentrácie, ktoré spôsobujú difúzny transport, ktorý zase zvyšuje celkový tok v roztoku a znižuje tok v membráne.
Čo je kinetická polarizácia?
Kinetická polarizácia môže byť opísaná ako zmena statickej permitivity roztoku vzhľadom na to čisté rozpúšťadlo. Dôležitým pojmom týkajúcim sa kinetickej polarizácie je nedostatok kinetickej polarizácie, ktorý sa týka zníženia statickej permitivity roztoku v porovnaní s čistým rozpúšťadlom. Zvyčajne je zníženie tohto faktora úmerné súčinu času dielektrickej relaxácie rozpúšťadla a nízkofrekvenčnej vodivosti roztoku.
Kinetická polarizácia je stav, pri ktorom je prúd obmedzený rýchlosťou prenosu elektrónov medzi povrchmi elektród a reaktantmi v roztoku.
Aký je rozdiel medzi koncentračnou polarizáciou a kinetickou polarizáciou?
Polarizáciu koncentrácie a kinetickú polarizáciu možno opísať ako príspevky k nadmernému potenciálu systému. Kľúčový rozdiel medzi koncentračnou polarizáciou a kinetickou polarizáciou je ten, že koncentračná polarizácia pochádza zo zmien koncentrácie elektrolytu, zatiaľ čo kinetická polarizácia je zmena statickej permitivity.
Zhrnutie – Polarizácia koncentrácie vs kinetická polarizácia
Polarizácia koncentrácie je časť polarizácie elektrolytického článku, ktorá je výsledkom zmien koncentrácie elektrolytu spôsobených prechodom prúdu cez rozhranie elektróda/roztok. Kinetická polarizácia je zmena statickej permitivity roztoku vzhľadom na čisté rozpúšťadlo. Kľúčový rozdiel medzi koncentračnou polarizáciou a kinetickou polarizáciou je ten, že koncentračná polarizácia je výsledkom zmien v koncentrácii elektrolytu, zatiaľ čo kinetická polarizácia je zmena v statickej permitivite.
