濃差極化英文解釋翻譯、濃差極化的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 concentration polarization
分詞翻譯:
差的英語翻譯:
differ from; difference; dispatch; errand; mistake
極化的英語翻譯:
【化】 polarization
【醫】 polarization; polarize
專業解析
濃差極化(Concentration Polarization)的漢英詞典角度解析
一、術語定義與核心概念
濃差極化(Concentration Polarization)指在電化學系統(如電解池、電池或電滲析過程)中,因電極表面附近的離子濃度與溶液主體濃度存在顯著差異,導緻電流效率下降的現象。其英文術語由兩部分構成:
- "Concentration"(濃度):描述溶液中溶質的分布狀态;
- "Polarization"(極化):原指電場作用下電荷分布失衡,此處引申為濃度梯度引發的非平衡态。
二、形成機制與原理
當電流通過電極時,電極反應消耗或生成離子,導緻電極-溶液界面處的離子濃度與溶液主體不同:
- 陰極過程:若陰極反應消耗離子(如金屬沉積),界面離子濃度低于主體,形成貧乏層;
- 陽極過程:若陽極反應生成離子(如金屬溶解),界面離子濃度高于主體,形成富集層。
這種濃度差會阻礙離子擴散,增大電阻,最終限制反應速率,表現為極限電流現象。
三、實際影響與領域應用
濃差極化對工業過程具有雙重影響:
- 負面效應:
- 降低電化學效率,增加能耗(如電解水制氫);
- 引發沉澱結垢(如海水淡化中的膜污染)。
- 利用場景:
- 用于分析化學中的極譜法,通過極限電流測定離子濃度;
- 優化燃料電池設計,通過增強流體擾動減輕極化效應。
四、權威定義參考來源
- 國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC):
定義濃差極化為"由電活性物質傳輸速率限制引起的電極電位偏移"(IUPAC金皮書)。
- 《電化學科學》教材:
指出其本質是"擴散傳質速率無法匹配電極反應速率"(Bard & Faulkner, Electrochemical Methods)。
- 美國化學會(ACS)期刊:
強調其在膜分離過程中的關鍵作用(見Industrial & Engineering Chemistry Research)。
五、緩解策略
通過工程手段可減輕濃差極化:
- 流體動力學優化:增加湍流(如提高流速、設計渦流發生器);
- 膜表面改性:引入親水塗層減少污染物吸附;
- 脈沖電場技術:間歇斷電促進離子擴散再平衡。
網絡擴展解釋
濃差極化是指在電化學或膜分離過程中,由于物質傳遞速率差異導緻界面濃度與本體溶液濃度不同的現象。以下是詳細解釋:
一、基本定義
濃差極化是物理化學中的常見現象,主要分為兩類場景:
- 電化學場景:電解或電池充放電時,電極表面離子濃度因反應速率快于擴散速率而産生濃度梯度,導緻電極電位偏離平衡狀态。
- 膜分離場景:在超濾、反滲透等膜分離過程中,溶質在膜表面積聚形成濃度邊界層,阻礙溶劑通過。
二、核心機制
-
電化學過程:
- 陰極反應時,陽離子快速還原導緻電極表面離子濃度降低,需額外電壓維持電流;陽極則因陰離子消耗出現類似現象。
- 極化超電勢公式為:$$etak = phi{k(平)} - phik$$,其中$phi{k(平)}$為平衡電位,$phi_k$為實際電位。
-
膜分離過程:
- 溶質被截留在膜表面,形成高濃度區域,反向擴散與正向滲透達到動态平衡,導緻透水率下降。
三、影響與應對措施
- 負面影響:
- 緩解方法:
- 電化學:加強溶液攪拌、優化電極設計。
- 膜分離:采用渦輪流道設計、機械攪拌或薄層流路減少邊界層厚度。
四、補充說明
該現象具有可逆性,停止電流或降低壓力後濃度梯度可逐漸消失。在金屬電鍍、水處理等領域需特别關注其影響。
(以上内容綜合自等權威來源)
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