Põhiline erinevus kontsentratsiooni polarisatsiooni ja kineetilise polarisatsiooni vahel seisneb selles, et kontsentratsiooni polarisatsioon tuleneb elektrolüüdi kontsentratsiooni muutustest, samas kui kineetiline polarisatsioon on muutus staatilises läbilaskvuses.
Kontsentratsioonipolarisatsiooni ja kineetilist polarisatsiooni võib kirjeldada kui panust süsteemi ülepotentsiaali. Mõlemal juhul on reaktsiooniks ja elektronide ülekandeks elektroodi-elektrolüüdi vahefaasis vaja ülepotentsiaali.
Mis on kontsentratsiooni polarisatsioon?
Kontsentratsioonipolarisatsioon on osa elektrolüütielemendi polarisatsioonist, mis tuleneb elektrolüüdi kontsentratsiooni muutustest, mis on põhjustatud voolu läbimisest läbi elektroodi/lahuse liidese. Kasutame seda terminit sellistes valdkondades nagu elektrokeemia ja membraaniteadus.
Selles kontekstis võime mõista terminit polarisatsioon kui elektrokeemilise potentsiaali erinevuse nihkumist üle raku selle süsteemi jaoks saadud tasakaaluväärtusest. Seetõttu on termin samaväärne kontsentratsiooni ülepotentsiaaliga.
Kui elektrokeemilises elektroodide reaktsioonis osalev keemiline aine on puudulik, võime täheldada selle liigi kontsentratsiooni vähenemist pinnal, mis põhjustab ka difusiooni. Tarbimise tasakaalu säilitamiseks ja liikide kohaletoimetamiseks saame lisada difusiooni maapinnale suunatud rändetranspordile.
Lisaks võime täheldada, et kontsentratsiooni polarisatsioon suurendab soola lekkimist läbi membraani ja suurendab katlakivi/saaste tekkimise tõenäosust. Seetõttu võime ka täheldada, et eraldamise selektiivsus ja membraani eluiga halveneb.
Joonis 01: Kontsentratsiooni polarisatsioon
Joonis 1 näitab voogusid ja kontsentratsiooniprofiile konkreetses membraanis koos seda ümbritseva lahusega. Joonisel (a) on kujutatud liikumapaneva jõu rakendamist süsteemile esialgses tasakaaluseisundis. Siin on selektiivselt läbivate liikide voog membraanis suurem kui selle voog lahuses. Joonisel (b) on näidatud kontsentratsioonid, mis põhjustavad difusioonitransporti, mis omakorda suurendab lahuse koguvoogu, vähendades voolu membraanis.
Mis on kineetiline polarisatsioon?
Kineetilist polarisatsiooni võib kirjeldada kui lahuse staatilise läbitavuse muutust puhta lahusti suhtes. Kineetilise polarisatsiooniga seotud oluline termin on kineetilise polarisatsiooni defitsiit, mis viitab lahuse staatilise läbitavuse vähenemisele võrreldes puhta lahusti omaga. Tavaliselt on selle teguri vähenemine võrdeline lahusti dielektrilise relaksatsiooniaja ja lahuse madalsagedusjuhtivuse korrutisega.
Kineetiline polarisatsioon on seisund, mille korral voolu piirab kiirus, millega elektronid liiguvad elektroodi pindade ja lahuses olevate reagentide vahel.
Mis vahe on kontsentratsioonipolarisatsioonil ja kineetilisel polarisatsioonil?
Kontsentratsioonipolarisatsiooni ja kineetilist polarisatsiooni võib kirjeldada kui panust süsteemi ülepotentsiaali. Peamine erinevus kontsentratsiooni polarisatsiooni ja kineetilise polarisatsiooni vahel on see, et kontsentratsiooni polarisatsioon tuleneb elektrolüüdi kontsentratsiooni muutustest, samas kui kineetiline polarisatsioon on staatilise läbilaskvuse muutus.
Kokkuvõte – kontsentratsiooni polarisatsioon vs kineetiline polarisatsioon
Kontsentratsioonipolarisatsioon on osa elektrolüütielemendi polarisatsioonist, mis tuleneb elektrolüüdi kontsentratsiooni muutustest, mis on põhjustatud voolu läbimisest läbi elektroodi/lahuse liidese. Kineetiline polarisatsioon on lahuse staatilise läbitavuse muutus puhta lahusti suhtes. Peamine erinevus kontsentratsiooni polarisatsiooni ja kineetilise polarisatsiooni vahel on see, et kontsentratsiooni polarisatsioon on elektrolüüdi kontsentratsiooni muutuste tulemus, samas kui kineetiline polarisatsioon on muutus staatilises läbilaskvuses.
