Η βασική διαφορά μεταξύ της πόλωσης συγκέντρωσης και της κινητικής πόλωσης είναι ότι η πόλωση συγκέντρωσης προέρχεται από τις αλλαγές στη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη, ενώ η κινητική πόλωση είναι η αλλαγή στη στατική διαπερατότητα.
Η πόλωση συγκέντρωσης και η κινητική πόλωση μπορούν να περιγραφούν ως οι συνεισφορές στο υπερδυναμικό ενός συστήματος. Και στις δύο αυτές περιπτώσεις, απαιτείται υπερδυναμικό για την αντίδραση και για τη μεταφορά ηλεκτρονίων κατά μήκος της ενδιάμεσης φάσης ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη.
Τι είναι η πόλωση συγκέντρωσης;
Πόλωση συγκέντρωσης είναι το μέρος της πόλωσης ενός ηλεκτρολυτικού στοιχείου που προκύπτει από αλλαγές στη συγκέντρωση ηλεκτρολύτη που προκαλούνται από τη διέλευση ρεύματος μέσω της διεπαφής ηλεκτροδίου/διαλύματος. Χρησιμοποιούμε αυτόν τον όρο σε πεδία όπως η ηλεκτροχημεία και η επιστήμη των μεμβρανών.
Σε αυτό το πλαίσιο, μπορούμε να κατανοήσουμε τον όρο πόλωση ως τη μετατόπιση της διαφοράς ηλεκτροχημικού δυναμικού κατά μήκος του στοιχείου από την τιμή ισορροπίας που λαμβάνουμε για αυτό το σύστημα. Επομένως, ο όρος ισοδυναμεί με υπερδυναμικό συγκέντρωσης.
Όταν υπάρχει ένα χημικό είδος που συμμετέχει σε μια ηλεκτροχημική αντίδραση ηλεκτροδίου με μικρή παροχή, μπορούμε να παρατηρήσουμε μείωση της συγκέντρωσης αυτού του είδους στην επιφάνεια, η οποία προκαλεί επίσης διάχυση. Μπορούμε να προσθέσουμε διάχυση στη μεταφορά της μετανάστευσης προς την επιφάνεια για να διατηρήσουμε την ισορροπία της κατανάλωσης και να παραδώσουμε το είδος.
Επιπλέον, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι η πόλωση της συγκέντρωσης οδηγεί σε αύξηση της διαρροής αλατιού μέσω της μεμβράνης και αυξάνει την πιθανότητα δημιουργίας αλάτων/ρυπαντικών. Επομένως, μπορούμε επίσης να παρατηρήσουμε ότι η επιλεκτικότητα του διαχωρισμού και η διάρκεια ζωής της μεμβράνης επιδεινώνεται.
Εικόνα 01: Πόλωση συγκέντρωσης
Το σχήμα 1 δείχνει τις ροές και τα προφίλ συγκέντρωσης σε μια συγκεκριμένη μεμβράνη με το περιβάλλον διάλυμά της. Το σχήμα (α) δείχνει την εφαρμογή μιας κινητήριας δύναμης σε ένα σύστημα στην αρχική κατάσταση ισορροπίας. Εδώ, η ροή του επιλεκτικά διεισδυτικού είδους στη μεμβράνη είναι μεγαλύτερη από τη ροή του στο διάλυμα. Το σχήμα (β) δείχνει συγκεντρώσεις που προκαλούν μεταφορά διάχυσης που με τη σειρά του αυξάνει τη συνολική ροή στο διάλυμα, μειώνοντας τη ροή στη μεμβράνη.
Τι είναι η κινητική πόλωση;
Η κινητική πόλωση μπορεί να περιγραφεί ως η αλλαγή της στατικής διαπερατότητας του διαλύματος σε σχέση με αυτή του καθαρού διαλύτη. Ένας σημαντικός όρος σχετικά με την κινητική πόλωση είναι η έλλειψη κινητικής πόλωσης, η οποία αναφέρεται στη μείωση της στατικής διαπερατότητας του διαλύματος σε σύγκριση με αυτή του καθαρού διαλύτη. Συνήθως, η μείωση αυτού του παράγοντα είναι ανάλογη με το γινόμενο του χρόνου διηλεκτρικής χαλάρωσης του διαλύτη και της χαμηλής συχνότητας-αγωγιμότητας του διαλύματος.
Κινητική πόλωση είναι μια κατάσταση κατά την οποία το ρεύμα περιορίζεται από τον ρυθμό με τον οποίο τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται μεταξύ των επιφανειών του ηλεκτροδίου και των αντιδρώντων στο διάλυμα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πόλωσης συγκέντρωσης και της κινητικής πόλωσης;
Η πόλωση συγκέντρωσης και η κινητική πόλωση μπορούν να περιγραφούν ως οι συνεισφορές στο υπερδυναμικό ενός συστήματος. Η βασική διαφορά μεταξύ της πόλωσης συγκέντρωσης και της κινητικής πόλωσης είναι ότι η πόλωση συγκέντρωσης προέρχεται από τις αλλαγές στη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη, ενώ η κινητική πόλωση είναι η αλλαγή στη στατική διαπερατότητα.
Σύνοψη – Πόλωση συγκέντρωσης έναντι κινητικής πόλωσης
Πόλωση συγκέντρωσης είναι το μέρος της πόλωσης ενός ηλεκτρολυτικού στοιχείου που προκύπτει από αλλαγές στη συγκέντρωση ηλεκτρολύτη που προκαλούνται από τη διέλευση ρεύματος μέσω της διεπαφής ηλεκτροδίου/διαλύματος. Κινητική πόλωση είναι η μεταβολή της στατικής διαπερατότητας του διαλύματος ως προς τον καθαρό διαλύτη που αφορά. Η βασική διαφορά μεταξύ της πόλωσης συγκέντρωσης και της κινητικής πόλωσης είναι ότι η πόλωση συγκέντρωσης είναι αποτέλεσμα των αλλαγών στη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη, ενώ η κινητική πόλωση είναι η αλλαγή στη στατική διαπερατότητα.
