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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:

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:

  1. 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;
  2. 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:

  1. 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)。
  2. 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

  1. 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)。

  2. 《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)。

  3. 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:

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:

  1. 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。
  2. 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

  1. 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。
  2. 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

  1. 負面影響:
    • 電化學中增加能耗,膜分離中降低處理效率。
  2. 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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