Het belangrijkste verschil tussen concentratiepolarisatie en kinetische polarisatie is dat concentratiepolarisatie voortkomt uit de veranderingen in de concentratie van de elektrolyt, terwijl kinetische polarisatie de verandering in statische permittiviteit is.
Concentratiepolarisatie en kinetische polarisatie kunnen worden omschreven als de bijdragen aan de overpotentiaal van een systeem. In beide is overpotentiaal vereist voor de reactie en voor de elektronenoverdracht over de elektrode-elektrolyt-interfase.
Wat is concentratiepolarisatie?
Concentratiepolarisatie is het deel van de polarisatie van een elektrolytische cel dat het gevolg is van veranderingen in de elektrolytconcentratie die wordt veroorzaakt door het passeren van stroom door de elektrode/oplossing-interface. We gebruiken deze term in gebieden zoals elektrochemie en membraanwetenschap.
In deze context kunnen we de term polarisatie begrijpen als de verschuiving van het elektrochemische potentiaalverschil over de cel vanuit de evenwichtswaarde die we voor dit systeem verkrijgen. Daarom is de term gelijk aan concentratie-overpotentiaal.
Als er een chemische soort is die deelneemt aan een elektrochemische elektrodereactie met een korte toevoer, kunnen we een afname van de concentratie van deze soort aan het oppervlak waarnemen, wat ook diffusie veroorzaakt. We kunnen diffusie toevoegen aan het migratietransport naar de oppervlakte om de consumptie in evenwicht te houden en de soort af te leveren.
Bovendien kunnen we vaststellen dat de concentratiepolarisatie leidt tot een toename van zoutlekkage door het membraan en de kans op kalkaanslag/aangroei vergroot. Daarom kunnen we ook waarnemen dat de selectiviteit van scheiding en de levensduur van de membraanlevensduur verslechtert.
Figuur 01: Concentratiepolarisatie
Figuur 1 toont de fluxen en concentratieprofielen in een bepaald membraan met de omringende oplossing. Figuur (a) toont de toepassing van een drijvende kracht op een systeem in de begintoestand van evenwicht. Hier is de flux van de selectief doordringende species in het membraan groter dan de flux ervan in de oplossing. Figuur (b) toont concentraties die aanleiding geven tot diffusietransport dat op zijn beurt de totale flux in de oplossing verhoogt, waardoor de flux in het membraan afneemt.
Wat is kinetische polarisatie?
Kinetische polarisatie kan worden beschreven als de verandering van de statische permittiviteit van de oplossing ten opzichte van die van het zuivere oplosmiddel. Een belangrijke term met betrekking tot kinetische polarisatie is de kinetische polarisatiedeficiëntie, die verwijst naar de vermindering van de statische permittiviteit van de oplossing in vergelijking met die van het zuivere oplosmiddel. Gewoonlijk is de afname van deze factor evenredig met het product van de diëlektrische relaxatietijd van het oplosmiddel en de laagfrequente geleidbaarheid van de oplossing.
Kinetische polarisatie is een toestand waarin de stroom wordt beperkt door de snelheid waarmee elektronen worden overgedragen tussen de elektrode-oppervlakken en de reactanten in de oplossing.
Wat is het verschil tussen concentratiepolarisatie en kinetische polarisatie?
Concentratiepolarisatie en kinetische polarisatie kunnen worden omschreven als de bijdragen aan de overpotentiaal van een systeem. Het belangrijkste verschil tussen concentratiepolarisatie en kinetische polarisatie is dat concentratiepolarisatie voortkomt uit de veranderingen in de concentratie van de elektrolyt, terwijl kinetische polarisatie de verandering in statische permittiviteit is.
Samenvatting – Concentratiepolarisatie versus kinetische polarisatie
Concentratiepolarisatie is het deel van de polarisatie van een elektrolytische cel dat het gevolg is van veranderingen in de elektrolytconcentratie die worden veroorzaakt door het passeren van stroom door de elektrode/oplossing-interface. Kinetische polarisatie is de verandering van de statische permittiviteit van de oplossing ten opzichte van het betreffende zuivere oplosmiddel. Het belangrijkste verschil tussen concentratiepolarisatie en kinetische polarisatie is dat concentratiepolarisatie het resultaat is van de veranderingen in de concentratie van de elektrolyt, terwijl kinetische polarisatie de verandering in statische permittiviteit is.
