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Polarisation de l'activation, polarisation de la concentration et polarisation totale

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Donc, faisons une leçon de débutant 36. Nous poursuivrons notre discussion sur la polarisation, qui fait partie de la cinétique de la corrosion. Maintenant, nous avons vu que cette équation particulière est une équation de tafel. Beta est la pente du tafel et il y a aussi que nous avons vu que ce log expérimental que j'ai appliqué varie avec la tension. C'est le point avec i 0 et ça varie comme ça, bien. Andat ce point je vois M n plus plus n E égal à M, et de ce côté j'ai la réaction préférentialanodique, et ce côté nous avons une réaction cathodique préférentielle, fine.Donc, c'était notre concept que nous avons vu lors de la dernière conférence. Et ce nita C est nothingmais, nita C ou neita a soit il pourrait être cathodique sur tension ou anodique sur tension, qui est due à la polarisation cathodique aussi bien que anodique, respectivement est due à l'activationpolarisation. Puisque nous pouvons voir que si j'ai un support en vrac, c'est IHP, cette isOHP, et la concentration de C R et C O, puis concentrationC en vrac nous disons qu'ils sont sur le même plan et que c'est de la distance. Et nous disons que cette réaction ou ce processus particulier est en train de se dérouler, parce que le saut d'interface des ions ou des atomes sur la barrière d'énergie, cette barrière d'énergie couldbe selon qu'il s'agit d'une densité de courant anodique ou la densité de courant cathodique, le whichone est plus comparé à l'autre que l'autre, alors ce tracé particulier se réarrangera. Donc, alors ce serait dans ce cas que c'est la situation où nous avons i c tobe plus que i a. Donc, quand il y a assez d'approvisionnement de cationsà ce plan particulier. Donc, cette concentration est plate du côté de la solution, c'est du côté solutionside. Puis la vitesse à laquelle ce saut d'interface a lieu, qui contrôlera la chute potentielle globale ou l'augmentation potentielle, ou la polarisation cathodique ou la polarisation anodique. Et cela conduirait à une surtension, soit elle pourrait être cathodique ou anodique de polarisationanodique sur tension. Maintenant, disons ceci à un moment donné la fourniture d'ions de la cloison de l'interface à la OHP, et si je dis que le taux d'approvisionnement est inférieur à celui de la barrière atomique ou ionique à travers la barrière d'activation, alors il y aurait certainement l'alimentation en ions métalliques de l'ensemble vers l'interface.Donc, il y aurait un décalage de cette section vers cette section. Et ce décalage pourrait être généralisé parce que ce taux est en augmentation. Donc, cela suggère que la densité de thecurrent n'a rien d'autre qu'un taux très élevé, à une densité de courant très élevée, il pourrait y avoir une situationil y a un décalage de l'offre d'ions à l'interface OHP pour le saut ionique de OHP à la haute IHP; parce que lorsque nous avons ce genre de modification dans la distribution d'énergie, alors nous n'avons pas de i c, dans ce cas i c est supérieur à i a, donc il y aurait un décalage. Donc maintenant, il pourrait y avoir un profil de concentration avec une concentration décroissante alors que nous venons de la concentration en vrac à l'interface. Donc, cette concentration aurait une répartition comme ça. Donc, ici, il deviendrait alors C O prime. Donc, c'est la concentrationde l'interface à cause de cette très haute activation, ce taux très élevé de flux actuel à cause du taux plus élevé de sauts ioniques à travers le barrier.Donc, cette situation nous interviendraient dans l'autre type de polarisation qui est la polarisation de la concentration de la calledune. Ceci est dû à la variation de la concentration au front de réaction; le front de réaction. Et cela se produit à une densité de courant d'activation très élevée, une densité de courant très élevée. Parce que s'il s'agit d'une faible densité de courant, le taux d'atomiseur est peu faible. Il est donc possible que le taux d'ions provenant de la cloison soit égal au taux de saut ionique. Donc, il ne devrait pas y avoir de décalage anya de concentrationentre le gros et l'interface. Maintenant dans cette situation, regardons cette polarisationdans une profondeur de littlelittle. Parlons donc de la polarisation de la concentration. Donc, comme nous avons dit ça, il pourrait y avoir une IHP, c'est la OHP et c'est la concentration initiale, c'est la concentration dans le gros, qui est similaire à C O let us dire.Parce que la concentration en vrac est similaire à la concentration de l'interface, dans le beginningquand il n'y a pas de courant d'alimentation ou la surtension est 0. Et après l'approvisionnement après le débit du tonneau, et disons que c'est un peu plus haute densité de courant, alors alors therecould est un profil de concentration, c'est le profil de concentration, et cette isconcentration d'axe. Ceci est C R ceci est similaire à C O ; parce que la concentration en vrac I amexaminant C O. Et disons que cette concentration est C, qui est la concentration de l'interface. Maintenant, lorsque nita égal à 0, ou i égal à i 0 I wouldget C égal à C 0. La concentration ou C 0 égale à I serait égale à 0 ou interfaceconcentration. Concentration de l'ion métallique n plus. Maintenant whennita égal à nita et i égal à i max let us dire ; c'est-à-dire que si le currentDensité augmente, je prends la tension, aussi bien que la surtension augmente, je vois que cette concentration est en baisse progressivement. Donc, ce profil de concentration va continuer à changer à mesure que nous augmentons la densité actuelle. Et finalement, il atteindra la valeur 0, c'est l'axe 0 0, disons. Donc, il atteindra la valeur 0. Sothat signifie, quand j'égal à i max, je devrais obtenir la concentration doit être 0 à l'interfaceok. Donc, ces 2 sont des conditions aux limites. Maintenant je sais que quand je suis égal à i, alors concentrationserait C à l'interface, et cette fois je ferais la somme sur la tension. Maintenant que la concentration change de ce point à ce point, je peux appliquer des conditions d'équilibre et trouver le potentiel développé à l'électrode ; à cause de ce changement de concentration par l'application de l'équation de Nernst. Donc, E égal à E 0 plus RT nF ln concentrationof O divisé par la concentration de R. Maintenant si je considère la concentration de R est ou interms d'activité, si la concentration est considérée comme étant 1, alors je peux écrire n'est dépendant que de la concentration de ln C 0 et cette fois que le potentiel que je considère être E 1 et E 2 serait E 0 plus RT nF, quand la concentration est C .Donc, je reçois ces 2 équations. Donc, la surtension serait égale à E 2moins E 1. Et cette surtension est due à ce changement de concentration de cette ligne métallique, donc je peux le mettre en concentration ou en bref je peux le mentionner comme concentration. Et de la polarisation de la concentration ou de la tension. A chaque fois que j'ai cette diffusion ou mon profil de concentration, j'ai une épaisseur de couche limite qui nous laisse dire que je considère comme dell whichis l'épaisseur de la couche limite. C'est le dell qui est l'épaisseur de la couche limite. Maintenant, je peux utiliser la première loi de Fick ici. J whichis le flux I can write in this form moles per unit area per unit time equal to minusD dc dx. Je suis en train d'envisager une situation stable ici. Et ça peut être quand la situation est, la situation est ça et c'est C, puis le flux d'ion métallique de cette masse vers l'interface interfaceor vers l'interface que le taux serait décidé par cette équation particulière, whichis la première loi de Fick et nous envisageons un flux d'état stable. Ceci peut être approximativement égal à moins D dc peut être écrit car del C et x peuvent être écrits comme del ; qui est moins DC 0 moins C divisé par delta. Maintenant, je sais que je suis égal à moles par unité de temps par unité de temps si vous revenez si vous vérifiez que vous verrez que c'est le taux d'ions métalliques par unité de surface par unité de temps, qui devrait être égal à J. Alors je peux writei égal à nF J. Donc, j'ai mis cette situation particulière moins nF D C 0 par moins C delta. Maintenant, j'utilise ces 2 conditions. Lorsque i égal à i, la différence de concentration est donc de C 0 moins C. Et lorsque je suis égal à i max, c'est-à-dire que la densité de courant maximale où la métaligne provient de la majeure partie à l'interfaceque la méta ligne est immédiatement réduite et va à l'IHP le ou le Helmholtzplane intérieur, à cette situation, la concentration à OHP devrait être 0. Donc, alors C égal à 0ou del C serait alors égal à C 0. Donc, dans ces situations, je nous laisse continuer d'ici, maintenant je peux écrire i max égal à moins nF D C 0 par delta. Par conséquent, le nitra égal à la concentration E 2 moins E 1 égal à E 0 E 0 ils seront tous les deux cancelled.Donc, c'est-à-dire que nous sommes laissés avec nF ln C par C 0. Et rappelez-vous chaque fois que nous essayons de comprendre la tension, nous devons toujours faire la différence entre la finale initiale et la première. Donc, la tension devrait être E final moins E initiale. Ici, il s'agit d'un potentiel isinitial lorsque la concentration d'ions métalliques à l'interface est C 0, et ce particulier est le final.Donc, c'est ce que la surtension est E 2 moins E 1. Donc, je peux écrire en termes de nF into2.303 log I can have C minus C 0 plus 1. Et si je prends R pour être 8,314 t égal à 25 DegréCelsius; cela signifie, 298 kelvin. Et F égal à 9 6 5 0 0 coulomb, alors je peux obtenir 0,059par n log 1 moins C 0 moins C par C 0. Ici, je suis désolé, ça devrait être moins j'ai juste fait quelques modifications ici. Ici, c'est que je viens d'ajouter 1 et ensuite aussi subtracting1 de ça. Donc, c'est ce que je reçois cette équation, et alors je peux écrire 0.059 nita log 1 moins je vais mettre cette expression. Donc, dans le cas C 0 moins C égal à moins delta par nF D i. Et ici je peux mettre C 0 égal à delta i max divisé par nF D. Donc, si on les met, le delta delta aussi bien que cette partie nF serait annulé, donc on serait laissé avec cette équation. Donc, c'est la concentration. Donc, c'est l'expression de la surtension polarisée de la concentration. Et comme nous l'avons dit, qu'est-ce que je max? I max est essentiellement la densité actuelle actuelle que nous avons expliquée aussi, où les ions métalliques venant du gros à l'interfaceare en train de se réduire sont réduits. Donc, ça veut dire que ma concentrationdoit être 0 quand i atteint i max. Donc, c'est une autre équation. Si j'essaie de connecter cette concentration, cela signifie que c'est la polarisation de la concentration. Ainsi, la surpolarisation devrait être égale à la polarisationde l'activation plus la polarisation de la concentration. Donc, je peux écrire un total égal à n d'activation plus n de concentration. Donc, je peux le mettre comme plus, donc il y a 1 n log 1 moins moi par i max. Parce que lorsque nous avons une polarisation globale si nous essayons d'atteindre l'extrémité de la polarisation de la concentration, nous devons d'abord passer à la partie activation, puis la partie concentration va se lever. Parce que lorsque nous avons une partie d'activation, que nous avons une polarisation du contrôle d'activation, alors j'ai assez d'apport d'ions métalliques de la masse à l'interface. Il n'y a donc pas de diminution de la concentration de compentation dans cette interface. Mais alors que nous allons plus haut et plus haute activationpolarisation, c'est-à-dire que nous allons pour une densité de courant plus élevée et plus élevée, nous verrons qu'il y aura épuisement des ions métalliques, à cette OHP comme nous l'avons vu dans le cas présent. Et nous allons parvenir au régime de polarisation de la concentration. Donc, si nous avons une polarisation de la concentration, alors il devrait y avoir un début avec l'activationpolarisation, puis nous atteindrons la polarisation de la concentration. Donc maintenant, si j'essaie de tracer la concentration de concentrationpolarisation qui est n est égal à 0,0591 n log de i moins i par i max ; où i max equalto moins D nF C 0 par delta. Donc, ce complot ressemblerait à ça. Donc, c'est de nouveau log i, c'est la polarisation. Maintenant que nous avons 0 sur la tension, c'est mon iégal à 0 i 0, c'est assez fondamentalement la valeur i 0, où la polarisation est nilor sur la tension est 0. Ensuite, la polarisation de la première concentration commencera. Et puis immédiatement, une fois que nous atteindrons le i max, parce que je vois que la densité actuelle augmente petit à petit, j'obtiens immédiatement parce que quand j'arrive à i max, donc ça devient 1, ça devient 1.Donc, cette concentration de nita serait infinie, la surtension a été infinie. Il s'agit donc d'une ligne parallèle plate, parallèle à l'axe de surtension. Jusqu'à ce que cette particule soit i max si j'essaie de tracer cette équation particulière, je verrait un complot comme celui-ci ok.Donc, c'est la polarisation d'activation. Et cette partie est la polarisation de la concentration. Et la densité de courant particulière pour cette réaction particulière est i max. Ceci est aussi appelé "asi L" qui est L n'est rien d'autre que de limiter la limitation. Donc, c'est i L est égal à la densité de currentDensité. Voici quelques faits intéressants: ce terme, ce terme ainsi que ce terme. Maintenant si C 0 augmente, disons que j'augmente le C 0, et je ne change pas les autres thingsare restants. Donc, cette situation que j'aurais i max devrait augmenter. Si nous ne faisons pas de changement D qui est fonction de la température, n et F pour cette réaction redox particulière doivent être identiques, delta si nous ne changeons pas l'épaisseur de la couche limite, donc je supporte cette conséquence particulière. Maintenant, si je change de delta, disons que delta augmente ; cela signifie que l'augmentation delta signifie si nous avons le profil de concentration comme celui-ci. Donc, c'est mon delta delta, si ça augmente, disons si ça devient comme ça, ça veut dire, ça augmente à ça. Donc, comme par cette équation si vous n'avez pas de changement de concentration, D n'est pas en train de changer la conséquence devrait être i max devrait diminuer. Et comment pouvons-nous changer ce delta? Delta peut être modifié si nous incorporons de l'agitation. Agitationsignifie, si nous chanterions la solution, nous mènerait à ce genre de situation. Maintenant, si Daugmentations, c'est-à-dire que la diffusivité augmente selon cette formule, ce signe moins le signe moins indique un signe d'un flux d'ions par rapport au profil de concentration. La concentration de ce signe moins est une indication de l'effet catif de l'écoulement de l'air provenant de la concentration supérieure à la concentration inférieure. Et cette D augmente aussi i max augmente aussi .Donc, ce sont des facteurs qui affectent cet effet sur la polarisation de la concentration, fine.Donc, arrêtons ici. Nous poursuivrons notre discussion lors de la prochaine conférence. Weirait essayer de relier cette activation ainsi que la polarisation de la concentration, et d'obtenir un concept appelé théorie du potentiel mixte, qui permettra de mieux comprendre le mécanisme de corrosion par un bien meilleur moyen, plutôt que de passer par un chemin d'analyse très analytique. Alors, arrêtons ici, et nous poursuivrons notre discussion lors de la prochaine conférence.