100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten
logo-home
Eerder door jou gezocht
Eerder door jou gezocht
logo
MA1 - Chemical & Materials Engineering - Summary course with notes integrated €10,39
In winkelwagen
Snel navigeren naar
Voorbeeld
  2.  
  3. Vrije Universiteit Brussel (VUB)
  4.  
  5. Burgelijke Ingenieur
  6.  
  7. Electrochemistry

College aantekeningen

MA1 - Chemical & Materials Engineering - Summary course with notes integrated
 0 keer verkocht

MA1 - Chemical & Materials Engineering - Summary course with notes integrated

Voorbeeld 3 van de 29  pagina's

Document informatie

  • 2 januari 2021
  • 29
  • 2016/2017
  • College aantekeningen
  • Annick hubin
  • Alle colleges

Onderwerpen

Geschreven voor

Alle documenten voor dit vak (1)

Verkoper

avatar-seller
Alsom

Voorbeeld van de inhoud

ELECTROCHEMISTRY




Alex SOMI

2016 | 2017

,I. Principles
A. Electrode and cell potentials
B. Movement of ions in solution
1. Introduction

- The movement of ions in an electrochemical cell is essential because it allow to have
a closed loop in the system. This movement is composed of three components:
• Convection: concerns all the species.
• Diffusion: due to a gradient of concentration and it concerns all the species.
• Migration: due to the electric field and it concerns the charged species.

2. Molar flux and driving forces

- The molar flux of a specie i is defined as !" = $" %" where ci is the concentration of the
specie i in the solution and vi the velocity of this specie.

We also defined the molar flux of a specie i relative to the solvent (= reference) as:
!"& = $" %" − %& = $" %"&

- The molar flux occurs due to a driving force in the solution à driving force obtained
when we have a variation of electrochemical potential:

∇*+ = ∇*" + -" . ∇/

with *" the chemical potential and / the electric potential.
The expression of the molar flux should have a dependence in the variation of
electrochemical potential:

4"1&
!"& = −$" 0&"1 ∇*3 = −$" ∇*3
56
12& 12&

:
789
where 0&"1 = is a proportionality coefficient and 4"1& the diffusion coefficient. The
;<
molar flux relative to the solvent is proportional to the sum of the variation of the
electrochemical potential à influence of the j other species (but not the solvent !) on
the specie i. Note the minus sign because the flux is opposite direction of the gradient.

To find now the molar flux of the specie i (absolute now), we have to consider the flux
due to the solvent too:
!" = !"& + $" %&

The first term is the molar flux relative to the solvent (à depends on the
electrochemical potential) and the second one the flux due to convection (à no
dependence on the electrochemical potential). After some calculations:

4"1& 4"1&
!" = −$" ∇*3 + $" %& = −$" (∇*" + -" . ∇/) + $" %&
56 56
12& 12&



2

, but ∇*" = ∇ ?"@ + 56ABC" = ∇ 56ABC"

1
⟺ !" = −$" 4"1& ∇ABC" − $ -" .4"1& ∇/ + $" %&
56 "
12& 12&
where
• First term = diffusion (cf diffusion coefficient)
• Second term = migration (cf electric potential)
• Third term = convection (no dependence on *3 )

3. Simplified model

- The expression obtained previously is too difficult to work with because of the number
of species involved à three assumptions to consider in order to simplify the model:
ü Diluted solution: influence of only one specie, no interaction from the others
à all the sum symbols removed and %& ≈ %
ü Ideal solution à G" = 1 → C" = $"
ü With excess supporting electrolyte: the solution becomes very conductive à
no electrical potential gradient.

The simplified model can be written as !" = −4" I$" + $" %

4. Focus on diffusion

- By considering a one dimensional case and without convection and migration:
J$"
!" = −4"
JK
and we obtain the Fick’s law.

5. Focus on migration

- Microscopic description. We assume no concentration gradients in the solution:
-" .
!" = $ 4 ∇/ + $" %&
56 " "
LM
⟺ $" % − $" %& = 8 $" 4" ∇/
;<
-" .
⟺ % − %& = 4 ∇/ = ?" ∇/
56 "

The relative velocity of the specie i is proportional to the electric field gradient and the
proportional coefficient is the mobility of the specie i [m2 s-1 V-1].

- Macroscopic description à we are interested in the current density js of all the species
(obtained by multiplying the molar flux par the charge z and the Faraday constant):



à




3

Dit zijn jouw voordelen als je samenvattingen koopt bij Stuvia:

Bewezen kwaliteit door reviews

Bewezen kwaliteit door reviews

Studenten hebben al meer dan 850.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet jij zeker dat je de beste keuze maakt!

In een paar klikken geregeld

In een paar klikken geregeld

Geen gedoe — betaal gewoon eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard en je bent klaar. Geen abonnement nodig.

Focus op de essentie

Focus op de essentie

Studenten maken samenvattingen voor studenten. Dat betekent: actuele inhoud waar jij écht wat aan hebt. Geen overbodige details!

Veelgestelde vragen

Wat krijg ik als ik dit document koop?

Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.

Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?

Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.

Van wie koop ik deze samenvatting?

Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Alsom. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.

Zit ik meteen vast aan een abonnement?

Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €10,39. Je zit daarna nergens aan vast.

Is Stuvia te vertrouwen?

4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)

Afgelopen 30 dagen zijn er 68175 samenvattingen verkocht

Opgericht in 2010, al 15 jaar dé plek om samenvattingen te kopen

Start met verkopen
€10,39
  • (0)
In winkelwagen
Toegevoegd