Koutecký–Levich ligningen

Koutecký–Levich ligningen modellerer den målte elektriske strømmen ved en elektrode fra en elektrokjemisk reaksjon i forhold til den kinetiske aktiviteten og massetransporten av reaktanter.

En visualisering av Koutecký-Levich ligningen. Grafen viser den målte strømmen som en funksjon av massetransportstrømmen for gitt kinetisk strøm.

Koutecký–Levich ligningen kan skrives som:

$\frac{1}{i_m}=\frac{1}{i_K}+\frac{1}{i_{MT}}$

hvor

• i_m er den målte strømmen (A).
• i_K er den kinetiske strømmen (A) fra de elektrokjemiske reaksjonene.
• i_MT er massetransportstrømmen (A).

Legg merke til likningen av denne ligningen med ledningsevnen til elektriske kretser i serie.

Koutecký – Levich ligningen er også ofte uttrykt som:

$i_m=\frac{i_K{i}_{MT}}{i_K+i_{MT}}$

Den kinetiske strømmen (i_K) kan modelleres av Butler-Volmer ligningen og er preget av å være potensielt avhengig. På den annen side, massetransportstrømmen (i_MT) avhenger av det spesielle elektrokjemiske oppsettet og mengden omrøring.

Koutecký–Levich plott

I tilfelle en roterende skiveelektrode brukes og elektroden er flat og glatt, kan iMT modelleres ved hjelp av Levich-ligningen. Settes inn i ligningen Koutecký-Levich, får vi:

Koutecký-Levich plott. Den inverse målte strømmen er plottet mot den inverse kvadratroten av rotasjonshastigheten

$\frac{1}{i_m}=\frac{1}{i_K}+\frac{1}{B_L{\omega }^{0.5}}$

hvor:

• B_L er Levich konstanten.
• ω er vinkelrotasjonshastigheten til elektroden (rad / s)

Fra et eksperimentelt datasett der strømmen måles med forskjellige rotasjonshastigheter, er det mulig å trekke ut den kinetiske strømmen fra et såkalt Koutecký – Levich-plot. I et Koutecký – Levich-plott blir den inverse målte strømmen tegnet opp mot den inverse kvadratroten av rotasjonshastigheten. Dette vil linearisere datasettet, og den inverse kinetiske strømmen kan oppnås ved å ekstrapolere linjen til ordinaten.