Pregunta electroquímica: ¿potenciales de reacción versus densidad de corriente?

Question

En muchos electroquímica artículos académicos/estudios hablan de determinadas reacciones que ocurren en ciertos potenciales de voltaje, mientras que en otros artículos que hablan acerca de la densidad de corriente como determinante para que las reacciones ocurren.

¿Por qué es esto? A partir de lo que sé acerca de la ingeniería eléctrica se puede establecer el voltaje y la corriente se ajustará en consecuencia, o se puede establecer la corriente y el voltaje se ajusta a la actual. No se puede establecer tanto de ellos en el mismo tiempo. Que se desafían las leyes de la física.

Así que lo que hacen muchos de estos artículos se refieren cuando hablan, por ejemplo:

Reportado reacciones de este tipo a menudo se producen a potenciales menores que -3 V

Cómo se relaciona esto con la densidad de corriente que se establece por una fuente de alimentación, por ejemplo?

Answer 1

La velocidad de reacción en la electroquímica es limitada por la difusión de los reactantes de la solución hacia el electrodo. Una vez que todos los reactivos en proximidad para determinado tipo de reacciones se han agotado, y si la tensión es aplicada, otras reacciones (si el voltaje es lo suficientemente fuerte) puede ocurrir. Por ejemplo, considere el electrodo positivo en $\ce{KCl}$ solución (dejando de lado emparejado electrodo negativo). Es cierto, que el $\ce{Cl^-}$ anión se oxida más fácilmente que el agua. Sin embargo, una vez que todos cloruro de cerca el electrodo se oxida, la posibilidad de sustrato oxidado es $\ce{OH^-}$ que siempre está presente es el agua a través de la reacción $\ce{2H_2O <=> H_3O^+ + OH^-}$. Por lo tanto, dependiendo de la densidad de corriente en el electrodo tendrá diferentes productos principales.

En resumen: la resistencia de la celda electroquímica es un complejo en función de la temperatura, el voltaje, la corriente y la composición de la solución.

La densidad de corriente en la electroquímica se puede ajustar no sólo por el ajuste de la tensión aplicada, pero también mediante el ajuste de la superficie de los electrodos utilizados. También, es fundamental para mantener las condiciones para un transporte eficaz de los reactivos hacia los electrodos.