Butler-Volmer-Gleichung

Butler-Volmer-Gleichung

Die Butler-Volmer-Gleichung (Durchtrittsstrom-Spannung-Beziehung) beschreibt, wie sich ein elektrochemischer Strom bei Änderung des Elektrodenpotentials ändert. Diese Gleichung bildet die Grundlage zur Erklärung zahlreicher Phänomene und zur Auslegung elektrochemischer Prozesse. Wichtigste Anwendungsfelder sind die galvanische Abscheidung von Metall oder die Beschreibung der Kennlinie von Akkumulatoren.

 j = j_0 \cdot \left\{ \exp \left[ \frac { (1 - \alpha) \cdot z^\ddagger \cdot F } { R \cdot T } \cdot ( U - U_0 ) \right] - \exp \left[ - { \frac { \alpha \cdot z^\ddagger \cdot F } { R \cdot T } } \cdot ( U - U_0 ) \right] \right\}

j: Stromdichte
j0: Austauschstromdichte (bezogen auf die Elektrodenoberfläche)
U: Elektrodenpotential
U0: Gleichgewichtspotential
T: Temperatur
z^\ddagger: Ladungszahl (pro Stoffumsatz der Durchtrittsreaktion übertragene Elektronen)
F: Faraday-Konstante
R: universelle Gaskonstante
α: Durchtritts- oder Symmetriefaktor (in der angelsächsischen und neueren deutschsprachigen Literatur auf die Aktivierung der Reduktionsreaktion bezogen)

Diese Form gilt für Reaktionen, bei denen die Geschwindigkeit durch den Ladungsdurchtritt durch die Elektrode kontrolliert wird. In anderen Fällen gibt es ähnliche, zumeist komplizierte Gleichungen. Dabei ist die Differenz zwischen Elektroden- und Gleichgewichtspotential die Überspannung.

Die Butler-Volmer-Gleichung lässt sich aus der Kinetik ableiten. Vereinfachend beschreibt sie, dass die Geschwindigkeit einer (elektrochemischen) Reaktion exponentiell von der „treibenden Kraft“ der Reaktion abhängt.

Diese Gleichung wurde zuerst von den Chemikern John Alfred Valentine Butler und Max Volmer hergeleitet und nach ihnen benannt.

Siehe auch

Literatur

  • Klaus J. Vetter, Elektrochemische Kinetik
  • Peter W. Atkins, Physikalische Chemie

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Elektrochemie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Volmer — ist der Familienname folgender Personen: Arvo Volmer (* 1962), estnischer Dirigent Günter Volmer (1922–2010), deutscher Ingenieur, Gewerkschafter und Politiker (CDU), MdB Johannes Volmer (* 1930), deutscher Ingenieur und Professor für… …   Deutsch Wikipedia

  • Max Volmer — Max Volmer, 1958 Max Volmer (* 3. Mai 1885 in Hilden; † 3. Juni 1965 in Potsdam) war ein deutscher Chemiker mit dem Schwerpunkt Physikalische Chemie (Reaktionskinetik). Er wirkte als Professor an der …   Deutsch Wikipedia

  • Nernst'sche Gleichung — Die Nernst Gleichung beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials eines Redox Paares (Ox + z e− Red) E Elektrodenpotential E° Standardelektrodenpotential …   Deutsch Wikipedia

  • Nernst Gleichung — Die Nernst Gleichung beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials eines Redox Paares (Ox + z e− Red) E Elektrodenpotential E° Standardelektrodenpotential …   Deutsch Wikipedia

  • Nernstsche Gleichung — Die Nernst Gleichung beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials eines Redox Paares (Ox + z e− Red) E Elektrodenpotential E° Standardelektrodenpotential …   Deutsch Wikipedia

  • Nernst-Gleichung — Die Nernst Gleichung beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials eines Redox Paares (Ox + z e− Red) E Elektrodenpotential E° Standardelektrodenpotential …   Deutsch Wikipedia

  • John Alfred Valentine Butler — (* 14. Februar 1899 in Winchcombe, Gloucestershire, England; † 16. Juli 1977) war ein britischer Chemiker mit dem Schwerpunkt Physikalische Chemie. Er hat maßgeblich daran mitgearbeitet, die Thermodynamische Elektrochemie, die die erste Hälfte… …   Deutsch Wikipedia

  • Tafel-Gleichung — Die Tafel Gleichung stammt aus dem Bereich der Elektrochemie und beschreibt mathematisch den Zusammenhang zwischen Austauschstrom und Spannungsabfall in einer Brennstoffzelle bei einem gegebenen Strom. Sie wurde nach Julius Tafel benannt, der… …   Deutsch Wikipedia

  • Nernstgleichung — Die Nernst Gleichung beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials eines Redox Paares (Ox + z e− Red) E Elektrodenpotential E° Standardelektrodenpotential …   Deutsch Wikipedia

  • Elektrochemische Reaktion — Elektrochemische Dreielektrodenmessanordnung Elektrochemie bezeichnet mehrere verschiedene Teilgebiete innerhalb der Chemie. Sie ist zum einen eine Synthesemethode, präparative Elektrochemie oder Elektrolyse oder Elektrosynthese, zum anderen ist… …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”