106 Chỉång 5: MÄÜT SÄÚ QUẠ TRÇNH ÂIÃÛN CỈÛC ÂÀÛC BIÃÛT

I. Xục tạc âiãûn họa:
1/ Khại niãûm vãư xục tạc âiãûn họa:
Nhiãưu phn ỉïng âiãûn họa chè xy ra våïi täúc âäü âạng kãø khi quạ thãú η ráút låïn
(nghéa l åí xa âiãûn thãú cán bàòng). K thût xục tạc âiãûn họa cho phẹp tiãún hnh phn ỉïng
våïi täúc âäü låïn ngay tải quạ thãú ráút nh, hay nọi cạch khạc l åí lán cáûn âiãûn thãú âiãûn cỉûc
can bàòng.
- Nhỉỵng cháút xục tạc âiãûn họa cọ thãø l l kim loải âiãûn cỉûc, cạc cháút bë háúp phủ
trãn âiãûn cỉûc, hồûc cạc cháút ha tan trong dung dëch.
- Âãø so sạnh hiãûu qu ca cạc cháút xục tạc, ngỉåìi ta thỉåìng so sạnh täúc âäü phn
ỉïng trãn cạc cháút xục tạc khạc nhau.
Vê dủ: nãúu trãn cháút xục tạc thỉï nháút ta cọ täúc âäü phn ỉïng l:

RT
F
n
eii
111
)1(
1,01
ηα
−−
=
(5.1)
v trãn cháút xục tạc thỉï hai l:

RT

phn ỉïng âiãûn cỉûc khi cọ màût ca cháút xục tạc âọ.
2/ Mäüt säú vê dủ vãư xục tạc âiãûn họa:
2.1. Cháút xục tạc l cạc pháưn tỉí ha tan trong dung dëch:
Vê dủ Br
-
lm cháút xục tạc cho phn ỉïng propylen:

2323
2
2
CHCHCHCHCHCHHOBr
HHOBreOHBr
−−→=−+
+→−+
+− OH Br
CH
3
- CH - CH
2
+ OH
-

→
CH
3
- CH - CH
2

HeH →+
+
2

hồûc
−
+→+ OHHeOH
happhu2

Bàòng k thût quang phäø in-situ v cạc phỉång phạp khạc, ngỉåìi ta â tçm tháúy
H
háúpphủ
trãn mäüt säú kim loải nhỉ Pt (âiãûn cỉûc so sạnh). Ta cọ âỉåìng Vän-Ampe vng ca
âiãûn cỉûc Pt trong dung dëch H
2
SO
4
2.3 M åí 25
o
C, täúc âäü quẹt 0.5 V/s (Hçnh 5.1) nhỉ sau:
i
a
(mA/cm2)
A
1

1.46 - A
2
2
SO
4
2.3 M åí
25
o
C, täúc âäü quẹt 0.5 V/s
Pic A
1
ỉïng våïi phn ỉïng: eHH 22
2
+→
+

Pic A
2
ỉïng våïi phn ỉïng:
eHH
happhu
+→
+

Pic A
3
ỉïng våïi phn ỉïng: eHOOH 44
22
++→
+

Pic C

+
(1)
2
22 HMHM
happhu
+→−
(2)
•
Cå chãú B:
happhu
HMMeH −→++
+
(1’)
2
HMeHHM
happhu
+→++−
+
(2’)
2.3. Cå chãú xục tạc âiãûn họa ca phn ỉïng thoạt hydro:
2.3.1. Sỉû thoạt hydro theo cå chãú A, B trong âọ giai âoản 1 hồûc 1’ khäúng
chãú täúc âäü phn ỉïng. Khi áúy:

)1(
)1(1
θ
−=
+
→→
H

++
→→
RT
F
CkFCkFi
HH
ϕα
)1(
exp
1
)11()1(

trong âọ:
)11(
→
k
: giạ tri ca k
1
tải
ϕ
= 0
(1-
α
1
): hãû säú chuøn âiãûn têch ca quạ trçnh catäút trong phn ỉïng 1.

⎥
⎦
⎤
⎢

i
ϕ
hay
mV
i
120
log
log
=
−∂
∂
ϕ

2.3.2. Sỉû thoạt hydro theo cå chãú A, giai âoản 2 l cháûm.

2
)2(
2
θ
→
=− kFi
(5.6)
)2(
→
k
: hàòng säú täúc âäü ca phn ỉïng họa hc, khäng phủ thüc vo âiãûn thãú.
Khi quạ trçnh äøn âënh thç
θ
coi nhỉ khäng âäøi v
0=

)1(

=
+
kCk
H

vỗ
11
,

kk
õóửu phuỷ thuọỹc vaỡo õióỷn thóỳ nón:

=







+

)1(
)1(
exp
1
)11(



sau khi bióỳn õọứi ta õổồỹc:

)exp(1
)exp(
1
1
RT
F
CK
RT
F
CK
H
H



+

=
+
+
(5.9)
trong õoù:

11
11
1



)
2
exp(2
22
1
2
RT
F
CKkFi
H

=
+


suy ra:
RT
F
CKkFi
H
303.2
2
log2)2log(log
2
1
2

+=
+

H
CkV
3
3
(5.12)
3

k
: phuỷ thuọỹc vaỡo õióỷn thóỳ

õióỷn thóỳ thỏỳp:
11
,

VV
nhanh hồn
3

V
nhióửu vaỡ coù thóứ tỗm õổồỹc

theo trón., sau õoù thay giaù trở


vaỡo (5.12) ta coù:

)exp()
)1(
exp(2
2

CKkFi
H


=
+


RT
F
CKkFi
H

)2(
log2)2log(log
3
1
31

+=
+

(5.13)
khi

3
=0.5thỗ õọỹ dọỳc Tafel bũng (40 mV)
-1
.


F
k











RT
F
k
)1(
exp
3
)31(

Nóỳu
31

=
thỗ

khọng phuỷ thuọỹc vaỡo õióỷn thóỳ vaỡ:

)

lohCKkFi
H
303.2
)1(
)2log(log
3
31


+=
+

(5.14)
khi

3
=0.5thỗ õọỹ dọỳc Tafel bũng (120 mV)
-1
.