La polarisation fait référence au phénomène où les choses sont polarisées dans certaines conditions, provoquant une déviation de leurs propriétés par rapport à leur état d'origine. Bien entendu, la polarisation des électrodes se produit entre les deux électrodes (c'est-à-dire les électrodes positive et négative, ou l'anode et la cathode) de la cellule ou batterie électrolytique. Laissez la charge positive s'accumuler autour d'une électrode ou restaurez la capacité de perdre continuellement des électrons ; en même temps, laissez la charge négative s'accumuler autour de l'autre électrode ou restaurez la capacité de continuer à accepter des électrons.
1. Le concept de polarisation des électrodes
Dans des conditions irréversibles, lorsqu'un courant traverse l'électrode, une réaction d'électrode irréversible se produit. A ce moment, le potentiel d'électrode est différent du potentiel d'électrode réversible. Le phénomène selon lequel le potentiel d'électrode et le potentiel d'électrode réversible s'écartent lorsque l'électrode a un courant est appelé polarisation d'électrode. Les caractéristiques de la polarisation des électrodes sont les suivantes : le potentiel cathodique est plus négatif que le potentiel d'équilibre (polarisation cathodique) et le potentiel anodique est plus positif que le potentiel d'équilibre (polarisation anodique).
Dans le cas d'une batterie réversible, l'ensemble de la batterie est dans un état d'équilibre électrochimique, et les deux électrodes sont également en équilibre respectivement. Le potentiel d'électrode est déterminé par l'équation de Nernst, qui est le potentiel d'électrode équilibré. A ce moment, le courant traversant l'électrode est nul, c'est-à-dire que la vitesse de réaction de l'électrode est nulle. Si un courant non nul traverse l'électrode, le potentiel d'électrode doit s'écarter de la valeur du potentiel d'électrode d'équilibre. Ce phénomène est appelé polarisation d'électrode.
Polarisation de l'électrode (polarisation de l'électrode) Lorsque le Electronique conducteur est en contact avec la solution dans la roche environnante, il formera une double couche galvanique, ce qui entraînera un saut de potentiel. Ce saut de potentiel est appelé potentiel d'électrode lorsque le conducteur électronique est en contact avec la solution. Lorsqu'il y a un champ électrique externe, la valeur de potentiel d'électrode relativement équilibrée changera. Habituellement, la différence entre le potentiel d'électrode sous l'action d'une densité de courant constante et le potentiel d'électrode relativement équilibré est appelée polarisation d'électrode. Les plus courantes sont la polarisation électrochimique, la polarisation de concentration, etc. La force électromotrice provoquée par la polarisation de l'électrode est appelée surtension.
2. Raisons de la polarisation des électrodes
La raison de la polarisation de l'électrode : lorsqu'il y a un champ électrique externe, la valeur du potentiel de l'électrode relativement équilibrée changera, entraînant l'apparition d'une polarisation de l'électrode.
1. Lorsqu'il y a un champ électrique externe, la valeur de potentiel d'électrode relativement équilibrée changera. Généralement, la déviation du potentiel d'électrode sous une certaine densité de courant par rapport au potentiel d'électrode relativement équilibré est appelée polarisation d'électrode. Les plus courantes sont la polarisation électrochimique (polarisation d'activation), la polarisation de concentration, etc. La force électromotrice provoquée par la polarisation de l'électrode est appelée surtension (surtension).
2. La polarisation de l'électrode peut être divisée en polarisation de concentration et polarisation chimique
Lorsque le courant traverse la batterie ou la cellule électrolytique, si l'ensemble du processus d'électrode est contrôlé par la diffusion et la convection de l'électrolyte, la concentration en électrolyte près des deux pôles est différente du corps de la solution, provoquant le potentiel d'électrode de l'anode et cathode pour s'écarter du potentiel d'équilibre de l'électrode. Ce phénomène est appelé « polarisation de concentration ». Il peut être éliminé en agitant vigoureusement la solution. La polarisation chimique est liée à l'énergie d'activation de la réaction et ne peut être éliminée.
3. Le résultat de la polarisation des électrodes
Une électrode, dans le cas de réversibilité, présente un certain degré d'électrification sur l'électrode, et établit le potentiel d'électrode correspondant jr. Lorsqu'un courant traverse l'électrode, si la réaction de l'électrode à l'interface électrode-solution ne se déroule pas assez rapidement, entraînant une modification du degré de charge de l'électrode, le potentiel de l'électrode peut également s'écarter de jr.
Prenons l'exemple de l'électrode (Pt)H2(g)|H. Lorsque l'effet de réduction de la cathode se produit, puisque la vitesse de transformation de H en H2 n'est pas assez rapide, les électrons atteignant la cathode ne peuvent pas être consommés à temps lorsque le courant passe, ce qui rend l'électrode plus réversible. Dans ce cas, il y a plus d’électricité négative, de sorte que le potentiel de l’électrode devient inférieur à jr.
Ce potentiel plus faible peut favoriser l’activation du réactif, c’est-à-dire accélérer la conversion de H en H2. Lorsque (Pt)H2(g)|H est utilisé comme anode pour s'oxyder, parce que la vitesse de transformation de H2 en H n'est pas assez rapide, le manque d'électrons sur l'électrode dû au courant qui la traverse est plus grave que dans l'électrode. situation réversible, ce qui donne à l'électrode une charge plus positive, de sorte que le potentiel de l'électrode devient supérieur à jr.
Ce potentiel plus élevé est propice à favoriser l'activation des réactifs et à accélérer la transformation de H2 en H. En l'étendant à toutes les électrodes, on obtient une conclusion d'importance universelle : lorsqu'un courant le traverse, en raison de la lenteur du réaction électrochimique, le degré de charge de l'électrode est différent de celui de la situation réversible, ce qui conduit au phénomène selon lequel le potentiel de l'électrode s'écarte de jr, appelé « polarisation d'activation » ou « polarisation électrochimique ».
Lorsque l'électrode est activée et polarisée, comme dans la polarisation de concentration, le potentiel cathodique devient toujours inférieur à jr et le potentiel anodique devient toujours supérieur à jr. La valeur absolue de la différence entre les potentiels d'électrode jI et jr provoquée par la polarisation d'activation est appelée « surpotentiel d'activation ». L'ampleur du surpotentiel d'activation est une mesure de la polarisation d'activation de l'électrode.
