電解池 - 人生紀錄本 - udn部落格
人生紀錄本
作家:宋坤祐
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    電解池
    2018/10/12 20:38:20
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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

     

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