Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією

Анотація

Метою даної роботи є встановлення впливу кінетичних параметрів та коефіцієнтів дифузії на стаціонарний розподіл концентрації електроактивних та електронеактивниих частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією при постійному струмі. Ми розглядаємо попередню гомогенну хімічну реакцію першого порядку з обротною гетерогенною електрохімічною реакцією на поверхні плаского електрода. Для встановлення особливостей стаціонарного розподілу концентрації електроактивних та електронеактивниих частинок у тонкому нерухомому шарі біля поверхні плаского електрода були проаналізовані точні розв’язки системи диференційних рівнянь, що описують зміну концентрацій реагуючих частинок із відстанню до поверхні плаского електрода. Розглядалися випадки однакових та різних коефіцієнтів дифузії частинок, які беруть участь у попередній хімічній реакції. Показано, що коефіцієнти дифузії обох реагуючих частинок можуть впливати на їхні концентраційні профілі у тонкому нерухомому шарі біля поверхні електрода. Показано, що стаціонарна концентрація електроактивних та електронеактивниих частинок зменшується зі зростанням коефіцієнтів дифузії. Вплив констант швидкості попередньої хімічної реакції на стаціонарну концентрацію є різним для електроактивних та електронеактивниих частинок. Зростання констант швидкості попередньої хімічної реакції веде до зменшення стаціонарної концентрації електроактивних частинок, тоді як стаціонарна концентрація електронеактивних частинок дещо збільшується. Це також стосується і випадку зі стаціонарною поверхневою концентрацією електроактивних та електронеактивниих частинок. Товщина тонкого нерухомого шару біля поверхні плаского електрода, де відбувається зміна концентрації електроактивних частинок, також впливає на концентраційні розподіли. Вплив цього параметра особливо визначальний при низьких значеннях констант швидкості хімічної реакції.