Коэффициент передачи заряда - Charge transfer coefficient

Коэффициент передачи заряда, и коэффициент симметрии (символы α и βсоответственно) - два связанных параметра, используемых при описании кинетика из электрохимические реакции. Они появляются в Уравнение Батлера – Фольмера и связанные выражения.

Фактор симметрии и коэффициент переноса заряда равны безразмерный.^[1]

Согласно ИЮПАК определение,^[2] для реакции с одним этапом, определяющим скорость, коэффициент переноса заряда для катодной реакции (коэффициент катодной передачи, α_c) определяется как:

${\displaystyle {\frac {\alpha _{\rm {c}}}{\nu }}=-{\frac {RT}{nF}}\left({\frac {\partial \ln |I_{\rm {red}}|}{\partial E}}\right)_{p,T,c_{i}^{\rm {interface}}}}$

В коэффициент анодной передачи (α_а) определяется по аналогии:^[3]

${\displaystyle {\frac {\alpha _{\rm {a}}}{\nu }}={\frac {RT}{nF}}\left({\frac {\partial \ln |I_{\rm {ox}}|}{\partial E}}\right)_{p,T,c_{i}^{\rm {interface}}}}$

куда:

• ${\displaystyle \nu }$: стехиометрическое число, т.е. количество активированных комплексов, образовавшихся и разрушенных в общей реакции (с п электроны)
• ${\displaystyle R}$: универсальная газовая постоянная
• ${\displaystyle T}$: абсолютная температура
• ${\displaystyle n}$: количество электронов, участвующих в электродной реакции
• ${\displaystyle F}$: Постоянная Фарадея
• ${\displaystyle E}$: электродный потенциал
• ${\displaystyle I}$: частичный катодный (анодный) ток^[4][5]

Значимость

Коэффициент переноса заряда означает долю межфазного потенциала при электрод -электролит интерфейс, который помогает снизить бесплатные энергетический барьер для электрохимической реакции. Электроактивный ион присутствует в межфазной области, испытывает межфазный потенциал, и электростатическая работа совершается на ионе посредством Кроме межфазного электрического поля. Коэффициент переноса заряда означает эта часть который используется для активации иона до вершины барьера свободной энергии.

Аккумуляторы и топливные элементы

В действующей батареи и топливные элементы, коэффициент переноса заряда - параметр, обозначающий долю перенапряжение что влияет на плотность тока. Этот параметр имел загадочное значение в электрохимическая кинетика более трех четвертей прошлого века^{[нужна цитата ]}. Можно также сказать, что коэффициент переноса заряда - это основа кинетики электродов.

Фактор симметрии

Фактор симметрии (или фактор симметрии барьера) - это коэффициент, аналогичный коэффициенту переноса, но применимый только к одностадийным реакциям.

Сумма факторов анодной симметрии и катодной симметрии равна единице:

${\displaystyle \beta _{\rm {c}}+\beta _{\rm {a}}=1}$

Рекомендации

1. ИЮПАК. Величины, единицы и символы в физической химии («Зеленая книга»), 2-е издание, Blackwell Science, 1993. (онлайн)
2. ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "коэффициент катодного переноса, α_c ". Дои:10.1351 / goldbook.C00906
3. ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "коэффициент анодной передачи ". Дои:10.1351 / goldbook.A00371
4. ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "частичный анодный (катодный) ток ". Дои:10.1351 / goldbook.P04407
5. ИЮПАК. ПОРЯДОК ЭЛЕКТРОДНЫХ РЕАКЦИЙ, КОЭФФИЦИЕНТЫ ПЕРЕДАЧИ И КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ. ПРИМЕНЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПУБЛИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ. Чистый и Appi. Черн., Т. 52, стр. 233–240, 1979. (pdf)