大量离子化学反应参考(均匀)

对于某些类型的电化学问题,大量化学反应会在非常短的时间尺度内发生,因此将它们假设为瞬间达到平衡条件。

不指定正和逆速率系数,而是通过平衡常数表示反应效应,该常数定义如下:

1. EQUATION_DISPLAY
ln K e q = ln [ k f k r ] = Σ i v i ln ( c i c i , r e f ) e q
(4175)

其中, k f 为正反应率, k r 为逆反应率, ( c i c i , r e f ) e q 为反应中反应物或产物的平衡摩尔浓度( c i , r e f 为参考浓度), v i 为反应中反应物或产物的化学计量系数(对于反应物,该系数为正,对于产物,则为负)。 K e q 为平衡常数:

2. EQUATION_DISPLAY
K e q = Π i ( c i c i , r e f ) v i
(4176)

平衡常数与给定反应的吉布斯自由能变化之间的关系为:

3. EQUATION_DISPLAY
ΔG=RuTlnKeq
(4177)

大量离子化学反应模型使用耦合电化学组分求解器来求解电化学组分浓度。

对于每个电化学组分,均使用以下源项,从而推动电化学组分浓度达到平衡:

4. EQUATION_DISPLAY
Seq=cieqciτ
(4178)

其中,τ 为平衡的特征时间尺度。在此特征中,停留时间用作稳态问题的时间步。停留时间计算为每个电化学组分分量的停留时间的平均值。