Polarización (electroquímica)
En electroquímica , la polarización es un término colectivo para ciertos efectos secundarios mecánicos (de un proceso electroquímico) mediante los cuales se desarrollan barreras aislantes en la interfaz entre el electrodo y el electrolito . Estos efectos secundarios influyen en los mecanismos de reacción , así como en la cinética química de la corrosión y la deposición de metales . [1] : 56 En una reacción, podemos desplazar los electrones de enlace atacando reactivos. El desplazamiento electrónico a su vez puede deberse a determinados efectos, algunos de los cuales son permanentes (efectos inductivos y mesoméricos), y otros son temporales (efecto electromérico). Los efectos que operan permanentemente en la molécula se conocen como efectos de polarización, y los efectos que entran en juego por el reactivo atacante (y cuando se elimina el reactivo atacante, el desplazamiento electrónico desaparece) se conocen como efectos de polarización.
El término "polarización" se deriva del descubrimiento de principios del siglo XIX de que la electrólisis hace que los elementos de un electrolito sean atraídos hacia uno u otro polo , es decir, los gases se polarizaron hacia los electrodos. Por lo tanto, inicialmente "polarización" era esencialmente una descripción de la electrólisis en sí, y en el contexto de las celdas electroquímicas se usaba para describir los efectos sobre el electrolito (que entonces se llamaba "líquido de polarización"). Con el tiempo, a medida que se inventaron más procesos electroquímicos, el término "polarización" evolucionó para denotar cualquier efecto secundario mecánico (potencialmente indeseable) que se produce en la interfaz entre el electrolito y los electrodos.
Estos efectos secundarios mecánicos son:
- polarización de activación: acumulación de gases (u otros productos no reactivos ) en la interfaz entre el electrodo y el electrolito.
- polarización de la concentración: el agotamiento desigual de los reactivos en el electrolito provoca gradientes de concentración en las capas límite.
Ambos efectos aíslan el electrodo del electrolito, impidiendo la reacción y la transferencia de carga entre los dos. Las consecuencias inmediatas de estas barreras son:
- el potencial de reducción disminuye, la velocidad de reacción se ralentiza y finalmente se detiene.
- la corriente eléctrica se convierte cada vez más en calor en lugar de en el trabajo electroquímico deseado.
- como predice la ley de Ohm , la fuerza electromotriz disminuye y la corriente aumenta, o viceversa.
- la tasa de autodescarga aumenta en las celdas electroquímicas .
Cada una de estas consecuencias inmediatas tiene múltiples efectos secundarios. Por ejemplo, el calor afecta la estructura cristalina del material del electrodo. Esto, a su vez, puede influir en la velocidad de reacción y / o acelerar la formación de dendritas y / o deformar las placas y / o precipitar la fuga térmica .
Los efectos secundarios mecánicos pueden ser deseables en algunos procesos electroquímicos, por ejemplo, ciertos tipos de electropulido y galvanoplastia aprovechan el hecho de que los gases desprendidos se acumularán primero en las depresiones de la placa. Esta característica se puede utilizar para reducir la corriente en las depresiones y expone las crestas y los bordes a corrientes más altas. La polarización no deseada se puede suprimir mediante una agitación vigorosa del electrolito o, cuando la agitación no es práctica (como en una batería estacionaria), con un despolarizador .
Ver también
Referencias
- ^ Stern, M .; Geary, AL (1957), "Polarización electroquímica I. Un análisis teórico de la forma de las curvas de polarización", Revista de la Sociedad Electroquímica , 104 (1): 56–63, doi : 10.1149 / 1.2428496.
- Buchwald, Jed Z., ed. (2001), "Glosario: Polarización" , Investigación de materiales , Historia de la ciencia y tecnología recientes, Instituto Dibner de Historia de la ciencia y la tecnología.
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