電気化学的反応速度論

電気化学反応速度論は、電気化学プロセスの速度を研究する電気化学の分野です。これには、濃度や電位などのプロセス条件が電極表面で起こる酸化還元反応の速度にどのように影響するかの研究、および電気化学反応機構の調査が含まれます。電気化学反応には2つの付随プロセスが関与し、全体的な反応速度に影響を与えます。

• 電極と電解質の界面における電子移動
• 溶液内部から電極表面への酸化還元種の輸送。輸送は拡散、対流、移動によって起こる可能性がある。

この分野の貢献者には、Alexander Frumkin、John Alfred Valentine Butler、Max Volmer、Julius Tafelなどがいます。

バトラー・ボルマー方程式

基本的な電荷移動過程は、ジョン・アルフレッド・バレンタイン・バトラーとマックス・ボルマーによって提唱されたバトラー・ボルマーモデルによって記述される。反応速度はバトラー・ボルマー方程式によって与えられる：^[1]

${\displaystyle j=j_{0}\left\{\exp \left[{\frac {(1-\alpha )z\mathrm {F} }{\mathrm {R} \mathrm {T} }}\eta \right]-\exp \left[-{\frac {\alpha z\mathrm {F} }{\mathrm {R} \mathrm {T} }}\eta \right]\right\},\;\eta =\mathrm {E} -\mathrm {E_{eq}} }$

この式では、 は正味電流密度、は交換電流密度、は電荷移動係数、は反応で移動する電子数、はファラデー定数、はモル気体定数、は絶対温度、は電極過電位、は熱力学的平衡還元電位、はこの電位の観測値です。 ${\displaystyle j}$ ${\displaystyle j_{0}}$ ${\displaystyle \alpha}$ ${\displaystyle z}$ ${\displaystyle F}$ ${\displaystyle R}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \eta}$ ${\displaystyle E_{eq}}$ ${\displaystyle E}$

この式は、還元反応では負の電流密度（負の過電圧）を、酸化反応では正の電流密度（正の過電圧）を生じます。電流密度の符号は物理的な意味を持たず、国際条約によって定義されています。

参照

• ターフェル方程式

参考文献

• ヴェッター、クラウス・J. (1967). 電気化学反応速度論；理論的側面. アカデミック・プレス. ISBN 9780127202501。

1. アトキンス, ピーター; デ・パウラ, フリオ (2002).物理化学（第7版）. WHフリーマン. pp.  1024– 1029. ISBN 0-7167-3539-3。

外部リンク

• ウィキメディア・コモンズの電気化学反応速度論関連メディア