Prepätie

Prepätie (tiež nadpätie) formula_1 príslušnej elektródovej reakcie vyjadruje rozdiel hodnoty elektródového potenciálu formula_2 pri priechode elektrického prúdu galvanickým článkom alebo elektrolyzérom (nerovnovážny elektródový potenciál formula_2) a rovnovážneho elektródového potenciálu formula_4, keď galvanickým článkom neprechádza elekrickým prúd:
formula_5
Prepätie teda charakterizuje mieru polarizácie elektród. 
Prepätie je závislé na materiále elektródy (chemickej látke, z ktorej je konštruovaná), na veľkosti povrchu elektródy, na teplote (pričom prepätie klesá asi o 2 mV/K) a prúdovej hustote. 
Závislosť prepätia formula_1 od prúdovej hustoty opisuje Tafelova rovnica:
formula_7
kde formula_8 a formula_9 sú empirické konštantny, pričom formula_8 závisí na povahe elektródy, čiže súvisí s rýchlosťou prenosu elektrónov. formula_9 je konštanta, ktorá je pre rôzne kovy približne rovnaká. Znamienko formula_12 platí pre oxidáciu, znamienko formula_13 platí pre redukciu.
Prúdová hustota formula_14 je podiel elektrického prúdu ku ploche elektródy:
formula_15
Prepätie je súčtom aktivačného prepätia formula_16 a koncentračného prepätia formula_17:
formula_18
po dosadení vzťahov pre aktivačné a koncentračné prepätie ("vide infra"):
formula_18
formula_20
po vykrátení argumentov prirodzených logaritmov vyjde vzťah pre prepätie:
formula_21
Aktivačné prepätie.
Aktivačné prepätie formula_16 je prepätie, ktoré sa uplatní, pokiaľ reakcia prenosu náboja medzi vodivými fázami pomalá. Aktivačné prepätie formula_16 je spôsobené pomalým prenosom elektrického náboja cezmedzifázové rozhranie. Dôsledkom je, že transport oxidovanej a redukovanej formy látky od povrchu jednej fázy do hĺbky roztoku a naopak z hĺbky roztoku ku povrchu medzifázového rozhrania je dostatočne rýchly, aby v okolí fázového rozhrania bola rovnaká koncentrácia redukovanej a oxidovanej formy látky ako v ostatných častiach roztoku. 
S aktivačným prepätím súvisí elektrochemická polarizácia elektród, ktorá je práveže vyvolaná malou rýchlosťou výmeny elektrického náboja medzi elektródou (vodičom prvej triedy) a elektroaktívnou látkou (elektrolytom) v roztoku (vodič druhej triedy).
Pre aktivačné prepätie formula_16 platí:
formula_25
Koncentračné prepätie.
Koncentračné prepätie formula_17 sa uplatní, ak je reakcia prenosu náboja medzi vodičom prvej triedy a vodičom druhej triedy dostatočnej rýchla a preto sa aktivačné prepätie formula_16 blíži nule. Dôsledkom je, že transport oxidovanej a redukovanej formy látky od povrchu jednej fázy do hĺbky roztoku a naopak z hĺbky roztoku ku povrchu medzifázového rozhrania nie je dostatočne rýchly, aby v okolí fázového rozhrania bola rovnaká koncentrácia redukovanej a oxidovanej formy látky ako v ostatných častiach roztoku. 
Na medzifázovom rozhraní sa ustanoví termodynamická rovnováha opísaná Nernstovou rovnicou:
formula_28
a pre koncentračné prepätie platí:
formula_29
kde formula_30 je štandardná koncentrácia formula_31oxidovanej formy látky pri povrchu elektródy, formula_32 je štandardná koncentrácia formula_33redukovanej formy látky pri povrchu elektródy, formula_34 je molárna koncentrácia oxidovanej formy látky pri povrchu elektródy, formula_35 je molárna koncentrácia redukovanej formy látky pri povrchu elektródy.