Polarização se refere ao fenômeno em que as coisas são polarizadas sob certas condições, fazendo com que suas propriedades se desviem de seu estado original. Obviamente, a polarização do eletrodo ocorre entre os dois eletrodos (ou seja, os eletrodos positivo e negativo, ou o ânodo e o cátodo) da célula eletrolítica ou bateria. Deixe a carga positiva se acumular em torno de um eletrodo ou restaure a capacidade de perder elétrons continuamente; ao mesmo tempo, deixe a carga negativa se acumular ao redor do outro eletrodo ou restaure a capacidade de continuar aceitando elétrons.
1. O conceito de polarização do eletrodo
Em condições irreversíveis, quando uma corrente flui pelo eletrodo, ocorre uma reação irreversível do eletrodo. Neste momento, o potencial do eletrodo é diferente do potencial reversível do eletrodo. O fenômeno de que o potencial do eletrodo e o potencial reversível do eletrodo se desviam quando o eletrodo tem uma corrente é chamado de polarização do eletrodo. As características da polarização do eletrodo são: o potencial do cátodo é mais negativo do que o potencial de equilíbrio (polarização do cátodo) e o potencial do ânodo é mais positivo do que o potencial de equilíbrio (polarização do ânodo).
No caso de uma bateria reversível, toda a bateria está em estado de equilíbrio eletroquímico e os dois eletrodos também estão em equilíbrio, respectivamente. O potencial do eletrodo é determinado pela equação de Nernst, que é o potencial equilibrado do eletrodo. Nesse momento, a corrente que passa pelo eletrodo é zero, ou seja, a taxa de reação do eletrodo é zero. Se uma corrente diferente de zero for passada pelo eletrodo, o potencial do eletrodo deve se desviar do valor do potencial de equilíbrio do eletrodo. Este fenômeno é denominado polarização do eletrodo.
Polarização do eletrodo (polarização do eletrodo) Quando o Eletrônico condutor estiver em contato com a solução na rocha circundante, formará uma camada dupla galvânica, resultando em um salto potencial. Este salto de potencial é denominado potencial do eletrodo quando o condutor eletrônico está em contato com a solução. Quando há um campo elétrico externo, o valor do potencial do eletrodo relativamente equilibrado muda. Normalmente, a diferença entre o potencial do eletrodo sob a ação da densidade de corrente constante e o potencial do eletrodo relativamente equilibrado é chamada de polarização do eletrodo. Os mais comuns são polarização eletroquímica, polarização de concentração e assim por diante. A força eletromotriz causada pela polarização do eletrodo é chamada de sobretensão.
2. Razões para polarização do eletrodo
O motivo da polarização do eletrodo: quando há um campo elétrico externo, o valor do potencial do eletrodo relativamente equilibrado muda, levando ao aparecimento da polarização do eletrodo.
1. Quando houver um campo elétrico externo, o valor do potencial do eletrodo relativamente equilibrado mudará. Geralmente, o desvio do potencial do eletrodo sob uma certa densidade de corrente do potencial do eletrodo relativamente equilibrado é chamado de polarização do eletrodo. Os mais comuns são polarização eletroquímica (polarização de ativação), polarização de concentração e assim por diante. A força eletromotriz causada pela polarização do eletrodo é chamada de sobretensão (sobretensão).
2. A polarização do eletrodo pode ser dividida em polarização de concentração e polarização química
Quando a corrente passa pela bateria ou célula eletrolítica, se todo o processo do eletrodo é controlado pela difusão e convecção do eletrólito, a concentração do eletrólito próximo aos dois pólos é diferente do corpo da solução, causando o potencial do eletrodo do ânodo e o cátodo se desvia do potencial do eletrodo de equilíbrio. Este fenômeno é denominado “polarização da concentração”. Pode ser eliminado agitando vigorosamente a solução. A polarização química está relacionada à energia de ativação da reação e não pode ser eliminada.
3. O resultado da polarização do eletrodo
Um eletrodo, no caso de reversibilidade, possui um certo grau de eletrificação no eletrodo, e estabelece o potencial de eletrodo jr correspondente. Quando uma corrente flui através do eletrodo, se a reação do eletrodo na interface eletrodo-solução não ocorrer com rapidez suficiente, resultando em uma mudança no grau de carga do eletrodo, o potencial do eletrodo também pode desviar-se de jr.
Tomemos como exemplo o eletrodo (Pt)H2(g)|H. Quando ocorre o efeito de redução do cátodo, como a taxa de mudança de H para H2 não é rápida o suficiente, os elétrons que chegam ao cátodo não podem ser consumidos no tempo em que a corrente passa, tornando o eletrodo mais reversível. Neste caso, há mais eletricidade negativa, de modo que o potencial do eletrodo fica menor que jr.
Este menor potencial pode promover a ativação do reagente, ou seja, acelerar a conversão de H em H2. Quando (Pt)H2(g)|H é usado como ânodo para oxidação, porque a taxa de mudança de H2 para H não é rápida o suficiente, a falta de elétrons no eletrodo devido à passagem da corrente é mais grave do que no situação reversível, resultando no eletrodo com carga mais positiva, então o potencial do eletrodo torna-se maior que jr.
Este potencial mais elevado é propício para promover a activação dos reagentes e acelerar a transformação de H2 em H. Estendendo isto a todos os eléctrodos, pode-se obter uma conclusão de significado universal: quando há uma passagem de corrente, devido à lentidão do reação eletroquímica, o grau de carga do eletrodo é diferente daquele na situação reversível, o que leva ao fenômeno de desvio do potencial do eletrodo de jr, que é chamado de “polarização de ativação” ou “polarização eletroquímica”.
Quando o eletrodo é ativado e polarizado, como na polarização de concentração, o potencial catódico sempre fica menor que jr, e o potencial anódico sempre fica maior que jr. O valor absoluto da diferença entre o potencial do eletrodo jI e jr causado pela polarização de ativação é denominado “sobrepotencial de ativação”. A magnitude do sobrepotencial de ativação é uma medida da polarização de ativação do eletrodo.
