Polarisasi mengacu pada fenomena di mana hal-hal yang terpolarisasi dalam kondisi tertentu, menyebabkan sifat mereka menyimpang dari keadaan aslinya. Tentu saja, polarisasi elektroda terjadi antara dua elektroda (yaitu, elektroda positif dan negatif, atau anoda dan katoda) dari sel elektrolitik atau baterai. Biarkan muatan positif menumpuk di sekitar satu elektroda atau mengembalikan kemampuan untuk terus kehilangan elektron; pada saat yang sama biarkan muatan negatif menumpuk di sekitar elektroda lain atau mengembalikan kemampuan untuk terus menerima elektron.
1. Konsep polarisasi elektroda
Dalam kondisi ireversibel, ketika arus mengalir melalui elektroda, reaksi elektroda ireversibel terjadi. Pada saat ini, potensial elektroda berbeda dari potensial elektroda reversibel. Fenomena bahwa potensial elektroda dan potensial elektroda reversibel menyimpang ketika elektroda memiliki arus disebut polarisasi elektroda. Ciri-ciri polarisasi elektroda adalah: potensial katoda lebih negatif dari potensial kesetimbangan (polarisasi katoda), dan potensial anoda lebih positif daripada potensial kesetimbangan (polarisasi anoda).
Dalam kasus baterai reversibel, seluruh baterai berada dalam keadaan setimbang elektrokimia, dan kedua elektroda juga dalam keseimbangan masing-masing. Potensial elektroda ditentukan oleh persamaan Nernst, yaitu potensial elektroda yang seimbang. Pada saat ini, arus yang melalui elektroda adalah nol, yaitu laju reaksi elektroda adalah nol. Jika arus bukan nol dilewatkan melalui elektroda, potensial elektroda harus menyimpang dari nilai potensial elektroda kesetimbangan. Fenomena ini disebut polarisasi elektroda.
Polarisasi elektroda (polarisasi elektroda) Ketika Elektronik konduktor bersentuhan dengan larutan di batuan sekitarnya, maka akan membentuk lapisan ganda galvanik, sehingga berpotensi melompat. Lompatan potensial ini disebut potensial elektroda ketika konduktor elektronik bersentuhan dengan larutan. Ketika ada medan listrik eksternal, nilai potensial elektroda yang relatif seimbang akan berubah. Biasanya perbedaan antara potensial elektroda di bawah aksi kerapatan arus konstan dan potensial elektroda yang relatif seimbang disebut polarisasi elektroda. Yang umum adalah polarisasi elektrokimia, polarisasi konsentrasi dan sebagainya. Gaya gerak listrik yang disebabkan oleh polarisasi elektroda disebut tegangan lebih.
2. Alasan polarisasi elektroda
Alasan polarisasi elektroda: ketika ada medan listrik eksternal, nilai potensial elektroda yang relatif seimbang akan berubah, menyebabkan munculnya polarisasi elektroda.
1. Ketika ada medan listrik eksternal, nilai potensial elektroda yang relatif seimbang akan berubah. Umumnya, penyimpangan potensial elektroda di bawah kerapatan arus tertentu dari potensial elektroda yang relatif seimbang disebut polarisasi elektroda. Yang umum adalah polarisasi elektrokimia (polarisasi aktivasi), polarisasi konsentrasi dan sebagainya. Gaya gerak listrik yang disebabkan oleh polarisasi elektroda disebut potensial lebih (overvoltage).
2. Polarisasi elektroda dapat dibagi menjadi polarisasi konsentrasi dan polarisasi kimia
Ketika arus melewati baterai atau sel elektrolit, jika seluruh proses elektroda dikendalikan oleh difusi dan konveksi elektrolit, konsentrasi elektrolit di dekat kedua kutub berbeda dari tubuh larutan, menyebabkan potensial elektroda anoda. dan katoda menyimpang dari potensial elektroda kesetimbangan. Fenomena ini disebut "polarisasi konsentrasi". Ini dapat dihilangkan dengan mengaduk larutan dengan kuat. Polarisasi kimia terkait dengan energi aktivasi reaksi dan tidak dapat dihilangkan.
3. Hasil polarisasi elektroda
Sebuah elektroda, dalam hal reversibilitas, memiliki tingkat elektrifikasi tertentu pada elektroda, dan membentuk potensial elektroda yang sesuai jr. Ketika arus mengalir melalui elektroda, jika reaksi elektroda pada antarmuka elektroda-larutan tidak berlangsung cukup cepat sehingga mengakibatkan perubahan derajat muatan elektroda, potensial elektroda juga dapat menyimpang dari jr.
Ambil elektroda (Pt)H2(g)|H sebagai contoh. Ketika efek reduksi katoda terjadi, karena laju perubahan H menjadi H2 tidak cukup cepat, elektron yang mencapai katoda tidak dapat dikonsumsi pada saat arus mengalir, sehingga elektroda lebih reversibel. Dalam hal ini listrik negatifnya lebih banyak, sehingga potensial elektroda menjadi lebih rendah dari jr.
Potensi yang lebih rendah ini dapat mendorong aktivasi reaktan, yaitu mempercepat konversi H menjadi H2. Ketika (Pt)H2(g)|H digunakan sebagai anoda untuk mengoksidasi, karena laju perubahan H2 menjadi H tidak cukup cepat, kekurangan elektron pada elektroda akibat arus yang melewatinya lebih serius dibandingkan pada keadaan reversibel, mengakibatkan elektroda bermuatan lebih positif, sehingga potensial elektroda menjadi lebih tinggi dari jr.
Potensial yang lebih tinggi ini kondusif untuk meningkatkan aktivasi reaktan dan mempercepat transformasi H2 menjadi H. Dengan memperluas hal ini ke semua elektroda, kesimpulan yang memiliki signifikansi universal dapat diperoleh: ketika ada arus yang melewatinya, karena lambatnya aliran listrik. Dalam reaksi elektrokimia, derajat pengisian elektroda berbeda dengan keadaan reversibel, sehingga menimbulkan fenomena penyimpangan potensial elektroda dari jr, yang disebut “polarisasi aktivasi” atau “polarisasi elektrokimia”.
Ketika elektroda diaktifkan dan dipolarisasi, seperti pada polarisasi konsentrasi, potensial katoda selalu lebih rendah dari jr, dan potensial anoda selalu lebih tinggi dari jr. Nilai absolut dari selisih potensial elektroda jI dan jr yang disebabkan oleh polarisasi aktivasi disebut “potensi berlebih aktivasi”. Besarnya potensi berlebih aktivasi adalah ukuran polarisasi aktivasi elektroda.
