Qué es Sobrepotencial de activación

¿Qué significa sobrepotencial de activación?

El sobrepotencial de activación es la energía perdida debido a la lentitud de las reacciones electroquímicas en los electrodos del ánodo y el cátodo.

El sobrepotencial de activación es una medida de la actividad de los electrodos. Representa el sobrepotencial requerido para la reacción electroquímica: la densidad de corriente (normalmente pequeña) a la que se mide el sobrepotencial.

El potencial de activación es la diferencia de potencial por encima del valor de equilibrio requerido para producir una corriente que depende de la energía de activación del evento redox. Si bien es ambiguo, el "sobrepotencial de activación" a menudo se refiere exclusivamente a la energía de activación necesaria para transferir un electrón de un electrodo a un analito.

industriapedia explica el sobrepotencial de activación

El sobrepotencial de activación es una condición que ocurre cuando la velocidad de reacción es controlada por el "paso" más lento en una serie de pasos de reacción. Por ejemplo, los pasos en una reacción de reducción de hidrógeno son:

    1. Los iones de hidrógeno de la solución se absorben en la superficie del ánodo.
    2. La transferencia de electrones ocurre desde el ánodo a los iones de hidrógeno para formar hidrógeno.
    3. Los elementos de hidrógeno forman moléculas de gas hidrógeno.
    4. Se forman burbujas de gas hidrógeno.

El más lento de estos cuatro pasos dicta qué tan rápido ocurre la reacción de reducción general.

En electroquímica, el sobrepotencial es la diferencia de potencial (voltaje) entre el potencial de reducción determinado termodinámicamente de una semirreacción y el potencial en el que se observa experimentalmente el evento redox. El término está directamente relacionado con la eficiencia de voltaje de una celda.

Hay tres categorías de sobrepotenciales:

  • Activación
  • Concentración
  • Resistencia

Factores que afectan el sobrepotencial de activación:

  • Densidad actual
  • Materiales
  • Rugosidad de la superficie
  • La temperatura
  • Presión
  • pH
  • Agitación
  • Adsorción de iones

A baja densidad de corriente, la forma de la curva de polarización se rige por el sobrepotencial de activación, que surge de la cinética de las reacciones de transferencia de carga a través de las interfaces y representa la magnitud de las energías de activación cuando las reacciones se propagan a la velocidad requerida por la corriente. Esto depende de:

  • Tipo de reacciones y materiales catalizadores.
  • Microestructura de electrodo
  • Actividades de los reactivos
  • Material electrolítico (ácido/alcalino)
  • La temperatura
  • Densidad actual

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