Задача №2. Определение энергии активации
Определить энергию активации А0 и коэффициент переноса, z= 1; использовать данные поляризационных измерений, приведенные в таблице 1.
Таблица 1. Результаты поляризационных измерений при различной температуре (i – А/м2; z = 1)
η, В
|
Температура, К
|
298
|
303
|
308
|
313
|
318
|
0
|
-0.01
|
-0.03
|
-0.14
|
-0.52
|
-1.88
|
-0.02
|
1.15
|
2.41
|
4.84
|
9.24
|
9.90
|
-0.04
|
2.67
|
5.57
|
11.14
|
21.23
|
26.46
|
-0.06
|
4.85
|
9.98
|
19.67
|
36.73
|
48.76
|
-0.08
|
8.08
|
16.35
|
31.48
|
56.88
|
77.03
|
-0.1
|
12.93
|
25.57
|
47.64
|
82.36
|
110.32
|
-0.12
|
20.18
|
38.65
|
68.91
|
112.73
|
146.23
|
-0.14
|
30.73
|
56.42
|
95.22
|
146.18
|
181.51
|
-0.16
|
45.46
|
79.11
|
125.22
|
179.80
|
213.12
|
-0.18
|
64.85
|
105.84
|
156.31
|
210.54
|
239.18
|
-0.2
|
88.42
|
134.43
|
185.50
|
236.30
|
259.24
|
-0.22
|
114.45
|
162.01
|
210.44
|
256.34
|
273.88
|
-0.24
|
140.32
|
186.10
|
230.10
|
271.05
|
284.15
|
-0.26
|
163.45
|
205.38
|
244.63
|
281.38
|
291.15
|
-0.28
|
182.27
|
219.74
|
254.86
|
288.43
|
295.84
|
-0.3
|
196.44
|
229.89
|
261.83
|
293.14
|
298.95
|
-0.32
|
206.49
|
236.79
|
266.47
|
296.24
|
300.98
|
-0.34
|
213.34
|
241.37
|
269.50
|
298.27
|
302.30
|
-0.36
|
217.86
|
244.35
|
271.47
|
299.58
|
303.16
|
-0.38
|
220.79
|
246.28
|
272.74
|
300.43
|
303.72
|
-0.4
|
222.67
|
247.50
|
273.55
|
300.98
|
304.08
|
-0.42
|
223.86
|
248.29
|
274.07
|
301.33
|
304.32
|
-0.44
|
224.62
|
248.78
|
274.40
|
301.56
|
304.47
|
-0.46
|
225.09
|
249.10
|
274.62
|
301.71
|
304.56
|
Поляризационные кривые
η, В
|
ln(298)
|
ln(303)
|
ln(308)
|
ln(313)
|
ln(318)
|
-0.02
|
0,1398
|
0,8796
|
1,5769
|
2,2235
|
2,2925
|
-0.04
|
0,9821
|
1,7174
|
2,4105
|
3,0554
|
3,2756
|
-0.06
|
1,5790
|
2,3006
|
2,9791
|
3,6036
|
3,8869
|
-0.08
|
2,0894
|
2,7942
|
3,4494
|
4,0409
|
4,3442
|
-0.1
|
2,5596
|
3,2414
|
3,8637
|
4,4111
|
4,7034
|
-0.12
|
3,0047
|
3,6545
|
4,2328
|
4,7250
|
4,9852
|
-0.14
|
3,4252
|
4,0328
|
4,5562
|
4,9848
|
5,2013
|
-0.16
|
3,8168
|
4,3708
|
4,8301
|
5,1918
|
5,3619
|
-0.18
|
4,1721
|
4,6619
|
5,0518
|
5,3497
|
5,4772
|
-0.2
|
4,4821
|
4,9010
|
5,2231
|
5,4651
|
5,5578
|
-0.22
|
4,7401
|
5,0877
|
5,3492
|
5,5465
|
5,6127
|
-0.24
|
4,9439
|
5,2263
|
5,4385
|
5,6023
|
5,6495
|
-0.26
|
5,0965
|
5,3249
|
5,4997
|
5,6397
|
5,6738
|
-0.28
|
5,2055
|
5,3924
|
5,5407
|
5,6645
|
5,6898
|
-0.3
|
5,2804
|
5,4376
|
5,5677
|
5,6807
|
5,7003
|
-0.32
|
5,3303
|
5,4672
|
5,5853
|
5,6912
|
5,7070
|
-0.34
|
5,3629
|
5,4863
|
5,5966
|
5,6980
|
5,7114
|
-0.36
|
5,3839
|
5,4986
|
5,6039
|
5,7024
|
5,7143
|
-0.38
|
5,3972
|
5,5065
|
5,6085
|
5,7052
|
5,7161
|
-0.4
|
5,4057
|
5,5114
|
5,6115
|
5,7070
|
5,7173
|
-0.42
|
5,4110
|
5,5146
|
5,6134
|
5,7082
|
5,7181
|
-0.44
|
5,4144
|
5,5166
|
5,6146
|
5,7090
|
5,7186
|
-0.46
|
5,4165
|
5,5179
|
5,6154
|
5,7095
|
5,7189
|
График зависимости lni – 1000/T
Результаты расчетов для выбранных значений перенапряжений представлены в таблице 2:
η, В
|
–А/(R ∙ 1000)
|
A, Дж/моль
|
-0,02
|
-10,748
|
89315,88
|
-0,04
|
-11,26
|
93570,6
|
-0,06
|
-11,244
|
93437,64
|
-0,08
|
-10,934
|
90861,54
|
-0,14
|
-8,5617
|
71147,727
|
-0,18
|
-6,2745
|
52141,095
|
-0,26
|
-2,7975
|
23247,225
|
-0,3
|
-2,0609
|
17126,079
|
Реальная энергия активации A= – b∙1000∙R (Дж/моль).
График зависимости А – η
По тангенсу угла наклона, который рассчитывается при помощи функции НАКЛОН, для начальных точек, рассчитаем коэффициент переноса α:
Свободный член на этом участке представляет собой А0 – реальную энергию активации при равновесии. Рассчитывается при помощи функции ОТРЕЗОК.
А0 = 96686,85 Дж/моль.
Задача №3.
Выявить наличие стадийного переноса электронов. Рассчитать токи обмена и коэффициенты переноса. Указать какие результаты являются более точными.
Пример 1.
η, В
|
i, А/м2
|
lgi
|
η, В
|
i, А/м2
|
lgi
|
-0,1
|
0,0950
|
-1,02224
|
0,02
|
0,0530
|
-1,27567
|
-0,2
|
0,4518
|
-0,34508
|
0,04
|
0,2102
|
-0,67737
|
-0,25
|
0,9849
|
-0,00660
|
0,06
|
0,6530
|
-0,18510
|
-0,3
|
2,1472
|
0,33187
|
0,08
|
1,6561
|
0,21908
|
-0,35
|
4,6810
|
0,67034
|
0,1
|
3,2763
|
0,51538
|
-0,4
|
10,2051
|
1,00882
|
0,12
|
5,2055
|
0,71646
|
-0,45
|
22,2479
|
1,34729
|
0,14
|
7,2544
|
0,86060
|
-0,5
|
48,5023
|
1,68576
|
0,16
|
9,5214
|
0,97870
|
|
|
|
0,18
|
12,2015
|
1,08641
|
|
|
|
0,2
|
15,4959
|
1,19022
|
|
|
|
0,22
|
19,6147
|
1,29258
|
|
|
|
0,24
|
24,7984
|
1,39442
|
|
|
|
0,26
|
31,3383
|
1,49607
|
|
|
|
0,28
|
39,5965
|
1,59766
|
По тангенсу угла наклона, который рассчитывается при помощи функции НАКЛОН, рассчитаем коэффициент переноса α:
Свободный член на этом участке представляет собой lgi0, рассчитывается при помощи функции ОТРЕЗОК.
Первая стадия является медленной, так как наблюдается излом на анодной ветви.
По тангенсу угла наклона, который рассчитывается при помощи функции НАКЛОН, рассчитаем коэффициент переноса β:
Свободный член на этом участке представляет собой lgi0, рассчитывается при помощи функции ОТРЕЗОК.
Пример 2.
η, В
|
i, А/м2
|
lgi
|
η, В
|
i, А/м2
|
lgi
|
-0,1
|
7,4133
|
0,87001
|
0,1
|
0,0322
|
-1,49247
|
-0,12
|
27,1538
|
1,43383
|
0,2
|
0,1036
|
-0,98458
|
-0,14
|
95,1714
|
1,97851
|
0,3
|
0,3335
|
-0,47687
|
-0,16
|
301,2890
|
2,47898
|
0,4
|
1,0736
|
0,03084
|
-0,2
|
1615,8301
|
3,20840
|
0,45
|
1,9262
|
0,28469
|
-0,23
|
3316,8272
|
3,52072
|
0,5
|
3,4558
|
0,53855
|
-0,26
|
5647,6407
|
3,75187
|
0,55
|
6,2002
|
0,79240
|
-0,29
|
9148,2706
|
3,96134
|
0,6
|
11,1240
|
1,04626
|
-0,32
|
14649,8449
|
4,16583
|
0,65
|
19,9579
|
1,30011
|
Первая стадия является быстрой, так как наблюдается излом на катодной ветви.
 |
Скачать 60.25 Kb.