Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією
This work is aimed at studying the influence of kinetic parameters and diffusion coefficients on stationary concentration distribution of electroactive and electroinactive species in a model electrochemical process with a preceding chemical reaction under constant current. We consider a preceding ho...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/745 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-745 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-06-19T09:15:38Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
СЕ механізм концентраційний профіль поверхнева концентрація попередня хімічна реакція дифузійний шар Нернста реакційний шар коефіцієнт дифузії константа швидкості хімічної реакції стаціонарні умови |
| spellingShingle |
СЕ механізм концентраційний профіль поверхнева концентрація попередня хімічна реакція дифузійний шар Нернста реакційний шар коефіцієнт дифузії константа швидкості хімічної реакції стаціонарні умови Gichan, O. I. Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією |
| topic_facet |
CE mechanism concentration profile surface concentration preceding chemical reaction Nernst diffusion layer reaction layer diffusion coefficient chemical reaction rate constant steady-state conditions СЕ механізм концентраційний профіль поверхнева концентрація попередня хімічна реакція дифузійний шар Нернста реакційний шар коефіцієнт дифузії константа швидкості хімічної реакції стаціонарні умови |
| format |
Article |
| author |
Gichan, O. I. |
| author_facet |
Gichan, O. I. |
| author_sort |
Gichan, O. I. |
| title |
Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією |
| title_short |
Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією |
| title_full |
Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією |
| title_fullStr |
Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією |
| title_full_unstemmed |
Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією |
| title_sort |
вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією |
| title_alt |
Influence of kinetic parameters and diffusion coefficients on stationary concentration of electroactive and electroinactive species in a model electrochemical process with a preceding chemical reaction |
| description |
This work is aimed at studying the influence of kinetic parameters and diffusion coefficients on stationary concentration distribution of electroactive and electroinactive species in a model electrochemical process with a preceding chemical reaction under constant current. We consider a preceding homogeneous first-order chemical reaction with a reversible heterogeneous electrochemical reaction at a planar electrode surface. To elucidate the peculiarities of stationary concentration distribution of electroactive and electroinactive species in a thin stagnant layer attached to a planar electrode surface, the exact solutions of a system of differential equations describing the variations of the concentrations of the participating species with a distance to electrode surface have been analyzed. The cases of equal and unequal diffusion coefficients of species involved in a preceding chemical reaction have been considered. It has been shown that the diffusion coefficients of both reacting species can affect their concentration profiles in a thin stagnant layer attached to electrode surface. The calculations demonstrate that the stationary concentration of electroactive and electroinactive species decreases with an increase of the diffusion coefficients. The influence of the rate constants of a preceding chemical reaction on the stationary concentration is different for electroactive species and electroinactive one. As the rate constants of a preceding chemical reaction are increased, the stationary concentration of electroactive species decreases, whereas the stationary concentration of electroinactive species increases slightly. This is also valid for the case of the stationary surface concentration of electroactive and electroinactive species. The thickness of a thin stagnant layer attached to a planar electrode surface where a change of the concentration of electroactive species takes place, also affects the stationary concentration distributions. The effect of this parameter is especially crucial at low values of a preceding chemical reaction rate constants. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/745 |
| work_keys_str_mv |
AT gichanoi influenceofkineticparametersanddiffusioncoefficientsonstationaryconcentrationofelectroactiveandelectroinactivespeciesinamodelelectrochemicalprocesswithaprecedingchemicalreaction AT gichanoi vplivkínetičnihparametrívíkoefícíêntívdifuzíínastacíonarnukoncentracíûelektroaktivnihtaelektroneaktivnihčastinokumodelʹnomuelektrohímíčnomuprocesízpoperednʹoûhímíčnoûreakcíêû |
| first_indexed |
2025-09-24T17:25:28Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:45:57Z |
| _version_ |
1844168315778367488 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7452025-06-19T09:15:38Z Influence of kinetic parameters and diffusion coefficients on stationary concentration of electroactive and electroinactive species in a model electrochemical process with a preceding chemical reaction Вплив кінетичних параметрів і коефіцієнтів дифузії на стаціонарну концентрацію електроактивних та електронеактивних частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією Gichan, O. I. CE mechanism concentration profile surface concentration preceding chemical reaction Nernst diffusion layer reaction layer diffusion coefficient chemical reaction rate constant steady-state conditions СЕ механізм концентраційний профіль поверхнева концентрація попередня хімічна реакція дифузійний шар Нернста реакційний шар коефіцієнт дифузії константа швидкості хімічної реакції стаціонарні умови This work is aimed at studying the influence of kinetic parameters and diffusion coefficients on stationary concentration distribution of electroactive and electroinactive species in a model electrochemical process with a preceding chemical reaction under constant current. We consider a preceding homogeneous first-order chemical reaction with a reversible heterogeneous electrochemical reaction at a planar electrode surface. To elucidate the peculiarities of stationary concentration distribution of electroactive and electroinactive species in a thin stagnant layer attached to a planar electrode surface, the exact solutions of a system of differential equations describing the variations of the concentrations of the participating species with a distance to electrode surface have been analyzed. The cases of equal and unequal diffusion coefficients of species involved in a preceding chemical reaction have been considered. It has been shown that the diffusion coefficients of both reacting species can affect their concentration profiles in a thin stagnant layer attached to electrode surface. The calculations demonstrate that the stationary concentration of electroactive and electroinactive species decreases with an increase of the diffusion coefficients. The influence of the rate constants of a preceding chemical reaction on the stationary concentration is different for electroactive species and electroinactive one. As the rate constants of a preceding chemical reaction are increased, the stationary concentration of electroactive species decreases, whereas the stationary concentration of electroinactive species increases slightly. This is also valid for the case of the stationary surface concentration of electroactive and electroinactive species. The thickness of a thin stagnant layer attached to a planar electrode surface where a change of the concentration of electroactive species takes place, also affects the stationary concentration distributions. The effect of this parameter is especially crucial at low values of a preceding chemical reaction rate constants. Метою даної роботи є встановлення впливу кінетичних параметрів та коефіцієнтів дифузії на стаціонарний розподіл концентрації електроактивних та електронеактивниих частинок у модельному електрохімічному процесі з попередньою хімічною реакцією при постійному струмі. Ми розглядаємо попередню гомогенну хімічну реакцію першого порядку з обротною гетерогенною електрохімічною реакцією на поверхні плаского електрода. Для встановлення особливостей стаціонарного розподілу концентрації електроактивних та електронеактивниих частинок у тонкому нерухомому шарі біля поверхні плаского електрода були проаналізовані точні розв’язки системи диференційних рівнянь, що описують зміну концентрацій реагуючих частинок із відстанню до поверхні плаского електрода. Розглядалися випадки однакових та різних коефіцієнтів дифузії частинок, які беруть участь у попередній хімічній реакції. Показано, що коефіцієнти дифузії обох реагуючих частинок можуть впливати на їхні концентраційні профілі у тонкому нерухомому шарі біля поверхні електрода. Показано, що стаціонарна концентрація електроактивних та електронеактивниих частинок зменшується зі зростанням коефіцієнтів дифузії. Вплив констант швидкості попередньої хімічної реакції на стаціонарну концентрацію є різним для електроактивних та електронеактивниих частинок. Зростання констант швидкості попередньої хімічної реакції веде до зменшення стаціонарної концентрації електроактивних частинок, тоді як стаціонарна концентрація електронеактивних частинок дещо збільшується. Це також стосується і випадку зі стаціонарною поверхневою концентрацією електроактивних та електронеактивниих частинок. Товщина тонкого нерухомого шару біля поверхні плаского електрода, де відбувається зміна концентрації електроактивних частинок, також впливає на концентраційні розподіли. Вплив цього параметра особливо визначальний при низьких значеннях констант швидкості хімічної реакції. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-11-23 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/745 10.15407/hftp15.04.478 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 15 No. 4 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 478-487 Химия, физика и технология поверхности; Том 15 № 4 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 478-487 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 15 № 4 (2024): Хімія, фізика та технологія поверхні; 478-487 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp15.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/745/763 Copyright (c) 2024 O. I. Gichan |