DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

4.5 Grundlagen der Elektrochemie
fließen. Das heißt, der Stromtransport in einem Elektrolyten beruht auf der Wanderung von
solvatisierten Ionen im elektrischen Feld zwischen den Elektroden, wobei die Ionen als
Ladungsträger fungieren. Zusätzlich unterliegen die Ionen im Elektrolyt bei ihrer Fortbewegung
mit der Geschwindigkeit ‚ einer Bremskraft, die der Stokes’schen Reibungskraft | e entspricht.
Diese ist definiert als:
| e 6 · ~ · η · } ƒ · ‚ (4.28)
Dabei ist } ƒ der Radius des solvatisierten Ions und η die Zähigkeit des umgebenden Mediums.
Nach einer Anfangsphase der Beschleunigung der Ionen durch das elektrische Feld stellt sich
eine konstante Transportgeschwindigkeit ‚ max ein. Sind elektrische Kraft und Reibungskraft
identisch, so wird die Endgeschwindigkeit ‚ max des solvatisierten Ions erreicht, so dass gilt:
{ · y · 6 · ~ · η · } ƒ · ‚ max → ‚ max
{ · y ·
6 · ~ · η · } ƒ
(4.29)
Da die Werte η und vorgegeben sind, liegt für jede Ionensorte eine charakteristische
Transportgeschwindigkeit vor, die unter anderem von der Ladung der Ionen und dem Radius
des solvatisierten Ions abhängt. Die Proportionalität zwischen dem wirkenden Feld und der
Wanderungsgeschwindigkeit ‚ kann auch mit der Ionenbeweglichkeit † ausgedrückt werden:
‚ † · (4.30)
Daraus folgt mit der Gleichung (4.29) für die elektrische Beweglichkeit † der Ionen:
†
{ · y
6 · ~ · ‡ · } ƒ
(4.31)
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