מנגנון תהליך אלקטורכימי

נכתב ע"י alexL בש', 12/01/2018 - 04:10

תהליך אלקטרוכימי אינו פשוט, במובן כזה שכל תהליך אלקטרוכימי מורכב ממספר תהליכים יותר פשוטים (שלבים אלמנטריים). מורכבות זו נובעת מהעובדה שהמגיבים והתוצרים של תהליך אלקטרוכימי נמצאים בפאזות שונות, חלקם באלקטורליט וחלקם באלקטרודה, כאשר התגובה מתרחשת בגבול בין הפאזות.

נתבונן בתמונה מטה:

שלבים של תהליך אלקטרודי

מגיב (חלקיק אדום) נמצא בתחילת התהליך באלקטרוליט. לפני שיתקבל ממנו חלקיק תוצר (צהוב), יתרחשו זה אחרי זה שלבים הבאים:

1. (דיפוזיה) המגיב צריך לעשות את דרכו לאלקטרודה.

2. (ספיחה) המגיב נספח על פני השטח של האלקטרודה.

3. (מעבר מטען) המגיב מקבל או מוסר מספר אלקטרונים, עובר חיזור או חמצון ונהפך לתוצר.

4. (שחרור) המגיב משתחרר מהאלקטרודה.

5. (דיפוזיה) התוצר עוזב את האלקטרודה ומפנה מקום לחלקיק מגיב אחר.

ברור שמנגנון זה הוא רק דוגמה (אומנם נפוצה מאוד) של תהתליכים אלקטרוכימיים. שלבים מסוימים יכולים להיעדר. למשל, אם מדובר מקבלת ציפוי מתכת על אלקטרודה כתוצאת חיזור יוני המתכת הנמצאים באלקטרוליט, אין שלב שחרור התוצר (כי הוא נשאר על המצע) ואין דיפוזיית התוצר מהאלטרוליט. במקרים רבים יכול מנגנון לכלול שלבים נוספים. לדוגמה, אם מדובר בהיווצרות גז על אלקטרודה, אז אחרי מעבר המטען קיים שלב גרעון (נוקליאמיה) שבו מולקולות הגז צריכות להצטבר יחד וליצור בועה. על כל פנים, כל תהליך אלקטרוכימי יכלול לפחות שני שלבים הנבדלים זה מזה באופן מהותי: דיפוזיה ומעבר מטען