Вращающийся дисковый электрод. Никифорова Т.Г - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

как показывает гидродинамическая теория, развитая Л.Прандтлем, изменение
скорости движения жидкости вблизи твердого тела происходит более
сложным образом, чем предполагал В.Нернст. В пределах некоторого слоя
толщиной δ
гр
, называемого граничным слоем Прандтля, скорость движения
жидкости постепенно нарастает, достигая, в конце его своего объемного
значения. Следовательно, диффузия реагирующего вещества происходит не в
неподвижном, а в движущемся слое жидкости, что осложняет диффузионную
задачу.
Недостатки диффузионной теории Нернста были устранены в теории
конвективной диффузии, развитой В.Г.Левичем. Основным моментом этой
теории был учет конвективной составляющей переноса вещества уже внутри
диффузионного слоя, отсутствовавший у Нернста. Заслуга Левича состояла
еще в том, что он указал конкретное устройство, позволяющее осуществить
количественную проверку теории конвективной диффузии. Это
вращающийся дисковый электрод, на котором, как было доказано, толщина
диффузионного слоя одинакова на любых участках поверхности. Толщина
диффузионного слоя на вращающемся дисковом электроде может быть
рассчитана по уравнению
δ = 1,61D
1/3
ν
1/6
ω
-1/2
, (2)
где D – коэффициент диффузии деполяризатора, см
2
/c; ν – кинематическая
вязкость раствора (в водных растворах при 20
0
С ν ≈ 10
-2
см
2
/c); ω – угловая
скорость вращения дискового электрода, рад/c (она связана с числом
оборотов диска в секунду f соотношением ω = 2 π f);
Подстановка выражения для толщины диффузионного тока из
уравнения (2) в уравнение (1) приводит к следующему выражению для
плотности диффузионного тока
i = 0,62nFD
2/3
ω
1/2
ν
-1/6
(c
0
–c
s
) (3)
Тогда плотность предельного диффузионного тока можно выразить
уравнением
i
d
= 0,62nFD
2/3
ω
1/2
ν
-1/6
c
0
(4)
6

Страницы