Avainero konsentraatiopolarisaation ja kineettisen polarisaation välillä on, että pitoisuuspolarisaatio johtuu elektrolyytin pitoisuuden muutoksista, kun taas kineettinen polarisaatio on muutosta staattisessa permittiivisyydessä.
Keskipolarisaatiota ja kineettistä polarisaatiota voidaan kuvata vaikutuksiksi järjestelmän ylipotentiaaliin. Molemmissa näissä tarvitaan ylipotentiaalia reaktioon ja elektronien siirtoon elektrodi-elektrolyyttivälivaiheen läpi.
Mikä on keskittymispolarisaatio?
Konsentraatiopolarisaatio on osa elektrolyyttikennon polarisaatiota, joka johtuu elektrolyyttipitoisuuden muutoksista, jotka aiheutuvat virran kulkemisesta elektrodi/liuosrajapinnan läpi. Käytämme tätä termiä sellaisilla aloilla kuin sähkökemia ja kalvotiede.
Tässä yhteydessä voimme ymmärtää termin polarisaatio sähkökemiallisen potentiaalieron siirtymänä kennon poikki tasapainoarvosta, jonka saamme tälle järjestelmälle. Siksi termi vastaa keskittymän ylipotentiaalia.
Kun sähkökemialliseen elektrodireaktioon osallistuvalla kemiallisella aineella on pulaa, voimme havaita tämän lajin pitoisuuden laskun pinnalla, mikä myös aiheuttaa diffuusiota. Voimme lisätä diffuusiota muuttoliikenteeseen pintaa kohti kulutuksen tasapainon ylläpitämiseksi ja lajien kuljettamiseksi.
Lisäksi voimme havaita, että konsentraatiopolarisaatio johtaa suolavuodon lisääntymiseen kalvon läpi ja lisää hilseilyn/likaantumisen todennäköisyyttä. Siksi voimme myös havaita, että erotuksen selektiivisyys ja kalvon eliniän kesto heikkenevät.
Kuva 01: Pitoisuuden polarisaatio
Kuva 1 näyttää virtaukset ja pitoisuusprofiilit tietyssä kalvossa sitä ympäröivän liuoksen kanssa. Kuvassa (a) on esitetty käyttövoiman kohdistaminen järjestelmään alkutasapainotilassa. Tässä selektiivisesti läpäisevien lajien virtaus kalvossa on suurempi kuin sen virtaus liuoksessa. Kuvassa (b) esitetään pitoisuudet, jotka aiheuttavat diffuusiokuljetuksen, mikä puolestaan lisää liuoksen kokonaisvirtausta, mikä vähentää virtausta kalvossa.
Mikä on kineettinen polarisaatio?
Kineettistä polarisaatiota voidaan kuvata liuoksen staattisen permittiivisyyden muutoksena suhteessa puhtaan liuottimen staattiseen permittiivisyyteen. Tärkeä kineettistä polarisaatiota koskeva termi on kineettinen polarisaation puute, joka viittaa liuoksen staattisen permittiivisyyden alenemiseen verrattuna puhtaan liuottimen vastaavaan. Yleensä tämän tekijän pieneneminen on verrannollinen liuottimen dielektrisen relaksaatioajan ja liuoksen matalataajuisen johtavuuden tuloon.
Kineettinen polarisaatio on tila, jossa virtaa rajoittaa nopeus, jolla elektronit siirtyvät elektrodipintojen ja liuoksessa olevien lähtöaineiden välillä.
Mitä eroa on pitoisuuspolarisaatiolla ja kineettisellä polarisaatiolla?
Keskipolarisaatiota ja kineettistä polarisaatiota voidaan kuvata vaikutuksiksi järjestelmän ylipotentiaaliin. Keskeinen ero konsentraatiopolarisaation ja kineettisen polarisaation välillä on, että pitoisuuspolarisaatio johtuu elektrolyytin pitoisuuden muutoksista, kun taas kineettinen polarisaatio on muutos staattisessa permittiivisyydessä.
Yhteenveto – Pitoisuuspolarisaatio vs kineettinen polarisaatio
Konsentraatiopolarisaatio on osa elektrolyyttikennon polarisaatiota, joka johtuu elektrolyyttipitoisuuden muutoksista, jotka aiheutuvat virran kulkemisesta elektrodi/liuosrajapinnan läpi. Kineettinen polarisaatio on liuoksen staattisen permittiivisyyden muutos suhteessa puhtaaseen liuottimeen. Keskeinen ero konsentraatiopolarisaation ja kineettisen polarisaation välillä on se, että konsentraatiopolarisaatio on seurausta elektrolyytin pitoisuuden muutoksista, kun taas kineettinen polarisaatio on muutos staattisessa permittiivisyydessä.
