Równanie Tafela – równanie opisujące zależność szybkości reakcji elektrochemicznej od nadpotencjału elektrodyA.J. Bard, L.R. Faulkner, Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications 2nd Ed. Wiley, New York 2001, .. Równanie to zostało najpierw ustalone eksperymentalnie, a dopiero później uzasadnione teoretycznie. Nazwa pochodzi od chemika Juliusa Tafela (1862–1918).
Dla pojedynczej elektrody równanie Tafela można wyrazić jako:
gdzie: – nadpotencjał, [V], – nachylenie „linii Tafela”, [V], – gęstość prądu elektrodowego, [A/m²], – gęstość prądu wymiany na elektrodzie, [A/m²].
Nachylenie linii Tafela jest ustalane eksperymentalnie na podstawie następującej zależności:
gdzie: – stała Boltzmanna, – temperatura bezwzględna, – ładunek elektronu, – stała zwana „współczynnikiem wymiany ładunku” albo „symetrii” reakcji elektrodowej.
Forma alternatywna Równanie Tafela można alternatywnie wyrazić jako:
gdzie: dodatni znak w eksponensie jest dla reakcji anodowych, a ujemny dla katodowych, – liczba elektronów biorących udział w reakcji elektrodowej, – stała szybkości reakcji elektrodowej, – stała gazowa, – stała Faradaya.
Zastosowanie Równanie Tafela zakłada, że szybkość reakcji odwrotnej jest mała w porównaniu z szybkością reakcji wprost.
Równanie Tafela jest stosowalne dla wysokich nadpotencjałów. Dla niskich nadpotencjałów prąd jest zazwyczaj zależny liniowo (a nie eksponencjalnie) od polaryzacji:
Zobacz też potencjał elektrody równanie Butlera-Volmera
Przypisy
Kategoria:Elektrochemia Kategoria:Prawa i równania chemiczne