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2018/10/12 20:38
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Chap. 4 electrolysis cell

E>>E

at x=0, E=E₀-(RT/nF)ln(cR/c)|₌₀ cR/c→0 as cR<<c ⸫R→O

limiting current, iᴅₐ=-nFAcR*DR/XR....(1), ic=-nFAc*D/Xₒ...(2)

general case:

i= -nFAJ₀|₌₀=nFAJR|₌₀

J|₌₀= -D[c*-c(0,t)]/X=-i/nFA → c(0,t)=c*-(i/nFA)(X/D)....(3)

(2)代入(3),  ....(5)

同理, cR(0,t)=cR*+(i/nFA)(XR/DR)....(4)

(1)代入(4),  .….(6)

E=E°+(RT/nF)ln[c(0,t)/cR(0,t)]....(4.16)

(5), (6)代入(4.16), 

  X=(πDt)½

(7)

i.e. E½= +(RT/2nF)ln(DR/D)=E°-(RT/2nF)ln(D/DR)

實驗上把時間固定

  1. dme: dropping mercury electrode

  2. rotation disk steady state electrode

applcation:

⸪t=constant, Xₒ=(πDₒt)½=constant

ic=δc* ….(8)→ δₒ= nFADₒ/X

iᴅₐ=-δRcR*....(9)

O+ne⁻→R, x: mole fraction of O c*=xc* and cR*=(1-x)c*

(8), (9)代入(7)→ E=E½+(RT/nF)ln[(δxc*-i)/(i+δR(1-x)c*)]

可作i-E-x的圖, Fig. 4.12

  1. x固定, E-i

  2. i=0, E-x: potentiometric titration curve, Fig. 4.13(b)

X=(πDt)½, and E½=E°-(RT/2nF)ln(D/DR)

 → Nerst eq., +號是因為O+ne⁻→R(還原電位)

  1. E=constant, i-xdiagram

constant composition, ic=-nFAc*D/Xkct½ Xₒ=(πDₒt)½

 , i-t-E diagram

  1. i=constant, chronopotentiometry

       2. E=constant,  i-t

Dropping mercury electrode(d.m.e.)

V↑, X↓          Ddme7D₀/3

iᴅ=nFAc*D/Xₒ=nFAc*(D/πt)½=nF4π(3ut/4πd)c*(7D/3πt)½=706nD½c*ut

 

全站分類:知識學習 隨堂筆記
自訂分類:材料科學
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