Chemie Diplomarbeit / Fakultät für Chemie und Pharmazie ...

Kapazität des Verstärkers; Ähnliche Ersatzschaltkreise sind u.a. auch von M. GRATTAROLA et al. 32 und G. W.
GROSS 33 vorgeschlagen worden.
1.3.5.1
.1 Prozesse an der Elektroden/Elektrolyt-Grenzfläche
Taucht eine Metallelektrode in eine Lösung ein, so werden einige der Oberflächenmetallatome
als Ionen in Lösung gehen und negative Ladungen in der Elektrode zurücklassen, die sich
aufgrund der elektrostatischen Anziehung zwischen positiven Ionen und zurückgebliebenen
Elektronen an der Metalloberfläche, der Grenzfläche Elektrode/Elektrolyt, ansammeln
werden:
Donor Akzeptor + e .
Die Energiebarriere für die beschriebene Reaktion wird anfangs niedriger sein als für die
denkbare Rückreaktion,
Akzeptor + e
Donor,
der Abscheidung des Metallions an der Metalloberfläche unter Aufnahme eines Elektrons aus
dem Metall. Während des Lösungsvorgangs wird sich mit zunehmender Ionenbildung ein
elektrostatisches Feld aufbauen, das die Energiebarriere für den Lösungsvorgang langsam
anhebt, die Energiebarriere für den Abscheidungsprozeß, d.h. die Rückreaktion, dagegen
herabsetzt. Die Oberflächenkonzentration an Elektronen und Metallionen wird also nur so
lange anwachsen, bis das durch das elektrostatische Feld gebildete Potential eine weitere
Ionenbildung verhindert. Erst nach Ausbildung des gleichen elektrochemischen Potentials µ el
in den beiden Phasen wird sich also ein echtes Gleichgewicht einstellen, in dem gleich viele
Metallatome in Lösung gehen wie sich Metallionen aus der Lösung wieder an der
Metallelektrode abscheiden. In diesem Fall ist die Energiebarriere der Hinreaktion, der
chemisch motivierten Metallatomoxidation (osmotischer Druck), ebenso hoch wie die der
Rückreaktion, der elektrochemisch initiierten Metallionenreduktion (elektrisches Feld;
Potentialsprung). Der Absolutwert des dabei fließenden Stroms wird bei gegebener
Oberfläche als Austauschstromdichte J 0 [A/cm 2 ] angegeben. Ihr Wert ist in einer gegebenen
Situation charakteristisch für das Elektrodenmaterial und der daran ablaufenden
elektrochemischen Reaktion. Kleine Werte für J 0 gehen mit großen
Durchtrittsüberspannungen η t (s.u.) einher. Schickt man einen zusätzlichen äußeren Strom
19