128. Численные расчеты
Наиболее характерной чертой концентрационного перенапряжения является его бесконечное возрастание по мере убывания концентрации одного из реагентов на электроде до нуля, что соответствует приближению к предельному току. Концентрационное перенапряжение позволяет, кроме того, рассчитать вольт-амперную характеристику полной ячейки, как показано на рис. 9-1 и 10-2. Кстати, на этих рисунках также видно бесконечное возрастание концентрационного перенапряжения по мере приближения к предельному току, обусловленное убыванием до нуля плотности тока обмена. Во многих случаях расчеты более трудоемки по сравнению с теми, которые были выполнены при получении рис. 9-1 и 10-2, что связано с геометрической сложностью систем. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен в следующей главе.
Природу концентрационного перенапряжения можно пояснить на нескольких примерах. Кривая на рис. 7-2 была рассчитана с помощью уравнения (125-6) или (126-1) для вращающегося дискового электрода [3]. Тем самым приближение разбавленных растворов не использовалось. В случае, когда распределение тока неоднородно, значения
относятся к центру диска.
В табл. 128-1 и 128-2 приведены значения
рассчитанные по уравнению (125-7) для вращающегося дискового электрода. Концентрационные профили были рассчитаны по вычислительной программе, составленной для решения задачи о влиянии миграции на предельные токи. При этом концентрация реагента
на поверхности электрода была ненулевой. Что же касается приближения разбавленных растворов, то оно фактически уже введено, поскольку изменениями коэффициентов активности мы пренебрегли; для проводимости и чисел переноса были использованы уравнения (70-3) и (70-5), а также соотношение Нернста-Эйнштейна (75-1).
В табл. 128-1, составленной для случая осаждения меди, проводится сравнение с уравнениями (126-8) и (127-2). Это позволяет установить величину ошибки, вносимой дополнительными приближениями при выводе уравнений (126-8) и (127-2). Из этой таблицы можно также увидеть наличие диффузионного потенциала. Например, значение
при
по абсолютной величине больше, чем соответствующие значения при
. В табл. 128-2, составленной для случая восстановления ионов феррицианида, равенство (127-2) выполняется с хорошей точностью при всех значениях параметров, а при
оно становится точным.
ЗАДАЧИ
(см. скан)