O que significa sobrepotencial de ativação?
O sobrepotencial de ativação é a energia perdida devido à lentidão das reações eletroquímicas no ânodo e nos eletrodos do cátodo.
O sobrepotencial de ativação é uma medida da atividade dos eletrodos. Ele representa o sobrepotencial necessário para a reação eletroquímica - a densidade de corrente (normalmente pequena) na qual o sobrepotencial é medido.
O potencial de ativação é a diferença de potencial acima do valor de equilíbrio necessário para produzir uma corrente que depende da energia de ativação do evento redox. Embora ambíguo, "sobrepotencial de ativação" geralmente se refere exclusivamente à energia de ativação necessária para transferir um elétron de um eletrodo para um analito.
Industriapedia explica o superpotencial de ativação
O sobrepotencial de ativação é uma condição que ocorre quando a taxa de reação é controlada pela "etapa" mais lenta em uma série de etapas de reação. Por exemplo, as etapas em uma reação de redução de hidrogênio são:
- 1. Os íons de hidrogênio são absorvidos da solução para a superfície do ânodo.
2. A transferência de elétrons ocorre do ânodo para os íons de hidrogênio para formar hidrogênio.
3. Os elementos de hidrogênio formam moléculas de gás hidrogênio.
4. Formam-se bolhas de gás hidrogênio.
A mais lenta dessas quatro etapas determina a rapidez com que ocorre a reação geral de redução.
Em eletroquímica, sobrepotencial é a diferença de potencial (tensão) entre o potencial de redução termodinamicamente determinado de uma meia-reação e o potencial no qual o evento redox é observado experimentalmente. O termo está diretamente relacionado à eficiência de tensão de uma célula.
Existem três categorias de sobrepotenciais:
- Ativação
- Concentração
- Resistência
Fatores que afetam o sobrepotencial de ativação:
- Densidade atual
- Materiais
- Rigidez da superfície
- Temperatura
- Pressão
- pH
- Agitação
- Adsorção de íons
Em baixa densidade de corrente, a forma da curva de polarização é governada pelo sobrepotencial de ativação, que surge da cinética das reações de transferência de carga através das interfaces e representa a magnitude das energias de ativação quando as reações se propagam na taxa exigida pela corrente. Isso depende de:
- Tipo de reações e materiais catalisadores
- Microestrutura do eletrodo
- atividades reagentes
- Material eletrolítico (ácido/alcalino)
- Temperatura
- Densidade atual