Определение о и 6/Z-3 для водородного электрода е-
Для локальной кинетики вида /я=2/0ф/& решений, уравнения потенциала (3.15) для электрода толщиной 108
|
|
|
|
|
|
где Rs=&/o — сопротивление электролита, Ом-см2, в слое толщиной б и площадью 1 см2. На рис. 3.12 приведены графики функций (3.39) и (3.40). Для водородного электрода этот метод был впервые развит в [3.11], где, кроме того, рассматривается возможность разделения активационной и диффузионной составляющих поляризации путем экстраполяции прямолинейного участкагальваностати — ческой кривой включения до пересечения с осью потенциала. При этом ток обмена можно определить по постоянной времени, определенной из этой кривой, и значению двойнослойной емкости. Теоретически возможность выделения диффузионной составляющей поляризации не очевидна, и для
кривых включения положение «прямолинейного» участка часто связано со скоростью записи. В § 3.2.4 было показано, что при малых поляризациях диффузионные процессы не меняют вида выражений для локальной кинетики и соответственно решений (3.18) и (3.38), а влияние диффузии сказывается только на эффективном токе обмена. Поэтому для определения параметров б/Ьэ и а для водородных электродов, работающих во внутридиффузион — ном режиме, можно использовать стационарные значения поляризации. По толщине активного слоя и значениям б/L и У5/?5/ф0 определяются о и L. Далее по значениям L, а и s, определенной из независимых электрохимических или адсорбционных измерений, вычисля
ется значение плотности тока обмена Jo — Сравнивая значение Jo со значениями /0, определенными на вращающихся электродах или в других экспериментах, можно оценить влияние диффузионных процессов. Некоторую информацию можно получить и по зависимости тока обмена от температуры. Этот вопрос обсуждается в § 3.2.6.
Определение а и 8/L3 для кислородных электродов
Из выражений (3.20) и (3.21), вводя для удобства обозначения <а! Ь = т, (<р0—<рь)/& = Дтз и bfa = Rs, получаем
^ = (e^/2_l)I/2arctg(<?A,,—l),/2. (3.41)
На рис. 3.13 приведены графики функций, построенных в соответствии с выражениями (3.24) и (3.41). При исследовании кислородных электродов сначала целесообразно построить поляризационную кривую в полулогарифмическом масштабе и качественно выделить области, где электрод работает в активационно-омическом и внутридиффузионном режимах. Для внутридиффу — зионного режима необходимо брать удвоенное значение Ь В этом случае также следует иметь в виду, что при больших значениях относительной толщины электрода (Дт^б) области вблизи фронтальной и тыльной сторон могут заметно отличаться по режиму работы из-за зависимости LD от поляризации и использование выражений (3.24) и (3.41) может привести к значительным ошибкам. Для облегчения качественного анализа экспериментальной поляризационной кривой ее целесообразно сопоставить с обобщенным графиком активности кислородного электрода в активационно-омическом режиме. Свойства этого графика рассматриваются ниже.