Приложения основ диффузионной кинетики.

Диффузионная кинетика является основой следующих практических приложений:

1. определение концентрации веществ в растворе (электроаналитическая химия); поскольку предельный ток прямо пропорционален концентрации, то это используется для определения концентрации электроактивных соединений в растворе;
2. определение скорости течения и распределения скоростей (поскольку зависит от скорости течения).
3. исследование турбулентности;
4. хемотроника (создание датчиков, например, в сейсмологии). По колебаниям предельного тока можно судить о землетрясениях, взрывах и т.д.:
5. наличие предельного тока в электрохимической системе имеет огромное значение для электрохимической технологии, потому что качественные осадки в гальванотехнике могут получаться только при плотностях токов ниже предельных, а при анодном растворении в условиях предельных токов наблюдается электрополирование.

За разработку нового метода электроанализа, в основе которого лежит использование предельных диффузионных токов, Я. Гейровскому (Чехословакия) в 1959г. была присуждена Нобелевская премия.

Существует ряд других систем, для которых предельный диффузионный ток может быть рассчитан.

Вращающийся цилиндрический электрод:

, (10.19)

где Sh - критерий Шервуда, а Re - критерий Рейнольдса.

или:

, (10.20)

где r-радиус цилиндра, w-частота вращения.

При этом , .

Уравнения (10.19) и (10.20) справедливы, когда числа Re = 2×10²…..1,5×10⁵.

Плоский электрод в свободном потоке:

, (10.21)

где или

(10.22)

т.е. при ламинарном режиме течения.

-скорость потока вдали от электрода.

Имеются и другие системы, для которых можно рассчитывать предельные диффузионные токи: течение в плоском канале и в плоских трубах при ламинарном и турбулентном режимах течения, электроды в окрестности точки набегания. Соответствующие расчётные формулы для этих систем можно найти в справочной литературе.

Теория диффузионной кинетики (кинетика - это наука о скорости химических реакций) позволяет управлять скоростями электрохимических процессов, определяемых скоростью диффузии (конвективной диффузии) с целью уменьшения поляризации электродов и увеличения КПД электрохимических устройств.