Заряд ионной обкладки двойного слоя

Если поместить в коллоидный раствор электроды, соединенные с источником постоянного тока, то частицы двигаются по направлению к полюсу, имеющему заряд, простивоположный заряду внутренней обкладки двойного слоя. Достигнув электрода, частицы, разряжаясь, прилипают к его поверхности. Часть ионов внешней обкладки двойного слоя (ближайшие к ядру мицеллы) увлекаются вместе с коллоидной частицей, а часть движется к другому полюсу. Потенциал поверхности движущейся в электрическом поле частицы (на рис. 57 она примерно соответствует обведенной пунктиром) называется электро-кинетическим и обозначается буквой С (дзэта), а самое явление движения частиц в электрическом поле называется электрофорезом (катафорезом — в случае движения частиц к отрицательному полюсу). Движение жидкости под влиянием электрического поля, например через гель, называется электроосмосом. Это электрокинетические явления. Они находят разнообразное применение в технике. Электрофорезом пользуются для покрытия вольфрамовых катодов диоксидом тория ТКО , для нанесения алундовых покрытий на вольфрамовые спирали подогревателей в подогревных катодах, для нанесения высокодисперсных частиц карбонатов щелочноземельных металлов на вольфрамовые или никелевые керны при изготовлении оксидных катодов электронных ламп (см. гл. XI). [c.178]

Полученное выражение справедливо независимо от того, находятся ли все заряды ионной обкладки двойного слоя в плоскости, в которой потенциал равен 1131, или они частично (или полностью) находятся за пределами этой плоскости. Это непосредственно следует из полученного выше уравнения (9) [c.32]

Как видно из уравнения (25), величина заряда ионной обкладки двойного слоя, находящейся в жидкости, по теории Штерна состоит из двух слагаемых, из которых одно выражает заряд адсорбированных ионов, а другое — заряд ионов, притянутых к поверхности только электростатическими силами. Как было показано Штерном, рассчитанные по этому уравнению емкости двойного слоя для широкого интервала концентраций электролита из данных по электрокапиллярным кривым дают весьма удовлетворительное совпадение с экспериментом. [c.44]

Заряд е в полупроводнике компенсируется зарядом ионной обкладки двойного слоя. Поэтому при отсутствии специфической адсорбции ионов (когда = 0) [c.149]

Двойной слой на границе раствор —металл создается электрическими зарядами, находящимися на металле, и ионами противоположного знака противоионами), ориентированными у поверхности электрода. В формировании ионной обкладки двойного слоя принимают участие как электростатические силы, под влиянием которых противоионы подходят к поверхности электрода, так и силы теплового (молекулярного) движения, в результате действия которых двойной слой приобретает размытое, диффузное строение. Кроме того, в создании двойного электрического слоя на границе металл —раствор существенную роль играет эффект специфической адсорбции поверхностно-активных ионов и молекул, которые могут содержаться в электролите. Теория двойного электрического слоя сложилась на основе работ Гельмгольца, Штерна, А. И. Фрумкина и др. [c.473]

Однако, чтобы величина / действительно выражала заряд металлической обкладки двойного слоя, надо предположить, что заряд ионов не меняется в процессе их адсорбции. Если это условие не выполняется, то, например, при потенциале максимума электрокапиллярной кривой на поверхности будет некоторый заряд, зависящий от степени переноса заряда адсорбированного иона. Так, если при адсорбции анионов на ртути происходит образование ковалентной связи, то это означает, что заряд иона частично переносится на поверхность металла. Однако на ртутном электроде перенос заряда не учитывается, а определение заряда по уравнению (15.1) следует признать в первом приближении удовлетворительным.. [c.70]

При включении тока на чужеродной подложке устанавливается двойной электрический слой и начинается разряд ионов с образованием адатомов. Параллельно с этим растет заряд внешней обкладки двойного слоя. Концентрация адатомов увеличивается до тех пор, пока не образуется зародыш. Далее, с ростом зародыша потребляется все больший ток. При этом в зависимости от величины к будут возрастать либо уменьшаться плотность заряда двойного слоя и концентрация адатомов. Эквивалентная схема такого катода изображена на рис. 94. [c.239]

Так как при переходе через потенциал нулевого заряда происходит перезарядка металлической фазы и ионной обкладки двойного слоя, то использование этого явления позволило разработать ряд методов определения потенциалов нулевого заряда — по электростатической адсорбции ионов, по отклонению металлической нити в поле постоянного тока или по весу падающих капель, однако точность этих методов относительно невысока (Дфн= 0,05 а). [c.214]

Для того чтобы понять физический смысл фг-потенциала, рассмотрим вкратце строение двойного слоя [46]. Как уже указывалось, на границе раздела металл — электролит возникает электрический слой, образованный отрицательными или положительными зарядами, имеющимися на поверхности металла, и ионами противоположного знака, располагающимися вблизи электрода в растворе. Не следует, однако, думать, что все ионы обкладки двойного слоя одинаково сильно связаны с поверхностью электрода. Благодаря наличию кинетического движения ионов, с одной стороны, и электростатического взаимодействия между ионами и электродом, —с другой стороны, получается определенное распределение ионов вблизи поверхности электрода. Часть ионов прочно связана с поверхностью, мало подвижна и расположена на близком расстоянии от поверхности (радиус иона). Эта часть ионов образует так называемый плотный или гельмгольцевский слой. Другая часть ионов гораздо слабее связана с поверхностью электрода, более подвижна и простирается на расстояние, превышающее радиус иона. Она образует так называемый диффузный слой, в котором имеется определенное распределе- [c.28]

Адсорбционный метод основан на прямом определении заряда поверхности по количеству катионов или анионов, идущих на построение ионной обкладки двойного слоя при изменении потенциала электрода. Этот метод заключается [c.737]

Когда возрастает <р у обеих частиц, силы электростатического взаимодействия вначале меняются пропорционально квадрату потенциала (при постоянном составе электролита и неизменном расстоянии между частицами). По мере роста сила отталкивания стремится к некоторому пределу и при 100 практически остается постоянной (рис. 46). Это так называемое насыщение сил объясняется тем, что вместе с ростом заряда внутренней обкладки двойного слоя и потенциала поверхности усиливается и экранировка обкладки противоионами. Дальнейший рост электрического поля в области перекрывания ионных атмосфер и сил взаимодействия обеих частиц прекращается. [c.123]

Для идеально поляризуемых электродов заряд металлической обкладки двойного слоя численно равен по абсолютному значению и противоположен по знаку заряду ионов, находящихся в электро-лите (заряду ионной обкладки). Если заряд определить как количество электричества, которое нужно сообщить электроду при увеличении его поверхности на 1 для того, чтобы разность [c.239]

Однако в реальных условиях в зависимости от природы метал-ла и состава раствора заряд металлической обкладки может быть иным, вследствие частичного переноса заряда прн адсорбции ионов. Другим, осложняющим фактором, характерным для обратимых электродов, является перенос ионов через границу раздела фаз при изменении поверхности раздела. В обоих случаях заряд металлической обкладки будет частично компенсирован либо адсорбцией ионов, либо переходом пх через границу раздела фаз. Оставшийся заряд металлической обкладки двойного слоя называется свободным зарядом поверхности электрода (q a) и зависит от выбора модели двойного электрического слоя. Представление [c.240]

Анион органического вещества, имеющий небольшие размеры, действительно ускоряет указанные реакции в этом случае он не ингибитор, а стимулятор коррозии. Анионоактивные вещества с длинной гидрофобной цепью могут быть, наоборот, ингибиторами коррозии, потому что, во-первых, они в растворе кислоты уподобляются веществам неионогенного типа, механизм действия которых уже рассмотрен во-вторых, вещества с более длинной гидрофобной цепью создают в приэлектродном слое более слабое электрическое поле, поэтому влияние их на изменение потенциала в реакционной зоне ослабевает. Как видно из рис. 3, б (кривая 3) в случае адсорбции анионов с более длинной гидрофобной ценью скачок потенциала в реакционной зоне уменьшается (г зР << г 5Р). Следовательно, в соответствии, с теорией замедленного разряда, уменьшаются скорости электрохимических реакций коррозионного процесса. Поэтому эффективность действия таких ингибиторов увеличивается. В то же время, как показали исследования [7, 8], в отличие от анионов органичен ских веществ ионы галогенов, хотя и имеют небольшие размеры, все-таки являются не стимуляторами, а ингибиторами коррозии стали в серной, хлорной и соляной кислотах. Объяснение наблюдаемому явлению дано в работе [8]. Авторы предположили, что при специфической адсорбции анионов на поверхности стали образуется хемисорбированное соединение атомов железа с этими ионами. Диполи этих соединений располагаются своим отрицательным концом в сторону раствора. В соответствии с рассмотренной схемой адсорбции ионов галогенов я з1-потенциал сдвигается в положительную сторону. Вследствие этого катодная реакция восстановления Н3О+ и анодная реакция ионизации металла замедляются, вызывая общее замедление растворения стали. В результате специфической адсорбции ионов галогенов уменьшается положительный заряд металлической обкладки двойного слоя. Поэтому облегчается адсорбция катионов органических веществ и увеличивается ингибирующее действие этих катионов в присутствии ионов галогенов. Механизм действия анионов органических и неорганических веществ различен. Поэтому понятно, почему в присутствии анионов органических веществ эффективность действия катионов органических веществ выражена меньше [3, 7]. Эффективность неионогенных веществ в присутствии анионов неорганических веществ также увеличивается. [c.135]

Попыткой объединить эти крайние случаи явилась теория Штерна, предложенная в 1924 г. По теории Штерна ионная обкладка двойного слоя состоит из двух частей. Одна часть включает ионы, находящиеся на расстоянии радиуса гидратированного иона от поверхности электрода й, которые образуют плотный гельмгольцевский слой. Другая часть — диффузная, в которой ионы находятся на расстоянии х й. Плотность заряда в первой части равна Е1, а в диффузной ег. Поскольку за- [c.68]

Распределение концентрации ионов в двойном слое по теории Гуи — Чапмена показано на рис. 58. Ионная обкладка двойного слоя по этой модели в отличие от тео- С1 рин Гельмгольца носит размытый, диффузный характер. Поэтому двойной слой, описываемый теорией Гуи — Чапмена, называют диффузным слоем. На рис. 58 заряд поверхности отображается заштрихованной площадью, заключенной между с+, [c.107]

Рассмотрим результаты, полученные при измерении емкости двойного электрического слоя. На рис. 58 представлены кривые емкости висмутового электрода в водных растворах КР различной концентрации. При уменьшении концентрации на С, Е-кривых появляется минимум, положение которого совпадает с потенциалом нулевого заряда. Наличие минимума при Е =о связано с тем, что в этих условиях ионная обкладка двойного слоя наиболее сильно размывается тепловым движением, эффективное расстояние между обкладками конденсатора увеличивается, и его емкость падает. Таким образом, измерения емкости в разбавленных растворах симметричного поверхностно-неак- [c.155]

Свободный заряд рассчитывают на единицу истинной поверхности электрода, определив последнюю по кривой заряжения в 0,5 М H2SO4. Строят кривую зависимости q от (рис. 3.40). Потенциал, при котором q, Е -кривая пересекает ось абсцисс, представляет собой потенциал нулевого свободного заряда Ep.q 0. Характерной особенностью 7, г-кривой платинового электрода является слабая зависимость q от Е, вблизи Е, = О — наличие при этих Е,. либо плато, либо даже небольшого минимума. Такая необычная зависимость q от Е при больших заполнениях поверхности адсорбированным водородом является аналогом явления уменьшения адсорбции анионов при адсорбции кислорода (см. рис. 3.38). Она вызвана вытеснением катионов из ионной обкладки двойного слоя диполями Pt — Нддс. При этом возможны два эффекта. С одной стороны, при больших заполнениях поверхности водородом на платине могут возникать диполи Pt — Наде, обращенные положительными концами в раствор. С другой стороны, при значительном заполнении поверхности водородом может увеличиваться эффективная толщина ионной обкладки двойного слоя. Оба эти эф- [c.208]

Если при заданной плотности тока соблюдается условие е — < О, то поверхность металла приобретает отрицательный заряд. В обкладке двойного слоя будут накапливаться катионы, не разряжающиеся на катоде (например, катионы Ка+ в растворе для никелирования). Наличие катионов в обкладке двойного слоя должно препятствовать разряду ионов металла соответственно перенапряжение разряда никеля будет больше. Естественно, что при этом увеличение концентрации посторонних катионов в электролите и повышение его кислотности должно вызывать увеличение перенапряжения. Если для этого же раствора е — > О, то поверхность электрода заряжена положительно и в обкладке двойного слоя будут накапливаться неразряжающиеся на катоде анионы. Это должно облегчить разряд катионов, снизить перенапряжение их разряда, что и наблюдается в опыте. При потенциалах, близких к потенциалу нулевого заряда (е отмечается максимальная адсорб- [c.358]

Если поместить в коллоидный раствор электроды, соединенные с источником постоянного тока, то частицы двигаются по направлению к полюсу, имеющему заряд, противоположный заряду внутренней обкладки двойного слоя. Достигнув электрода, частицы, разряжаясь, прилипают к его поверхности. Часть ионов внешней обкладки двойного слоя (ближайшие к ядру мицеллы) увлекается вместе с коллоидной частицей, а часть движется к другому полюсу. Потенциал поверхности движущейся в электрическом поле частицы (иа рис. 57 она примерно соответствует обведенной пунктиром) называется электро-кинетическим и обозначается буквой I (дзэта), а самое явление движения частиц в электрическом поле называется электрофорезом (катафорезом — в случае движения частиц к отрицательному полюсу). Движение жидкости под влиянием электрического поля, например через гель, называется электроосмосом. Это электрокинетичес-кие явления. Они находят разнообразное применение в технике. Электрофорезом пользуются для покрытия [c.220]

Расиределение скачка нотенциала в двойном электрическом слое, показанное на рис. 10, имеет место в тех случаях, если заряд электрода не меньше заряда ионов противоположного знака, прилегающих неносредственно к электроду, то есть если заряд плотной части двойного слоя не превышает заряда электрода и обусловлен электростатическим иритяжением ионов к электроду. Однако ряд ионов способен притягиваться к новерхности электрода не за счет электростатических сил. Такие силы аналогичны силам притяжения атомов в молекулах с ковалентной связью, и нри их наличии к поверхности электрода притягивается такое количество ионов, суммарный заряд которых неэквивалептеп заряду металлической обкладки двойного слоя. Это явление носит название специфической адсорбции. При специфической адсорбции суммарный заряд ионов в плотной части двойного электрического слоя, противоположный по знаку заряду электрода, больше, чем заряд электрода. Эти плотно прилегающие к электроду ионы в свою очередь притягивают из раствора ионы того же знака, что и заряд электрода, и в диффузной части двойного слоя появляется избыток ионов с зарядом того же знака, что и заряд электрода. Изменение нотенциала в двойном электрическом слое нри специфической адсорбции катионов и анионов показано на рис. 22. [c.69]

При равновесии на границе фаз жидкость — стенка электрическая разность потенциалов уравновешивает разность химических потенциалов. Избыточного заряда двойного слоя не возникает. При течении адсорбированные ионы (заряды неподвижной обкладки двойного слоя) нейтрализуются ионами жидкостной обкладхш неполностью и начинают разряжаться на стенке. Возникает ток. [c.82]

Ратнер построил теорию вторичной обменной адсорбции, исходя из следующих соображений количество ионов, адсорбированных в наружной обкладке двойного слоя, определяется, во-первых, общей адсорбционной емкостью, т. е. величиной наружной обкладки, и, во-вторых, долей общей емкости, приходящейся на данный ион. Общую адсорбционную емкость можно рассчитать, исходя из того, что заряд наружной обкладки двойного слоя должен нейтрализовать заряд внутренней обкладки. Следовательно, общий заряд адсорбированных ионов, например катионов, должен равняться общей потенциалобразующей адсорбции анионов, согласно уравнению [c.443]

Наблюдаемое постоянство емкости независимо от концентрации соли во всех трех амидах при больших отрицательных е (рис. 1—3) можно объяснить предположением о достаточно сильной сольватации нитрат-ионов молекулами ФА, МФА или ДМФ, которая препятствует формированию слоистой ионной структуры двойного слоя. С другой стороны, вблизи точки нулевого заряда, по-видимому, в результате сил зеркального изображения происходит частичная десольватация адсорбированных анионов N0 , следствием которой является увеличение емкости с ростом концентрации соли в ФА и МФА. В случае ДМФ эффект этот выражен в значительно меньшей степени. Таким образом, силы зеркального изображения между ионной обкладкой двойного слоя и поверхностью металла должны уменьшаться в ряду ФА>МФА>ДМФ. Данные по изменению поверхностного и пограничного (при е=0) натяжения с ростом концентрации Ь1М0з (рис. 4) подтверждают это предположение. В самом деле, как видно из рис. 4, увеличение отрицательной адсорбции соли при переходе от границы раздела раствор/ртуть к границе раствор/воздух сильнее всего выражено для ФА, менее для МФА и практически не наблюдается для ДМФ. Линейный характер зависимостей Аа — СцЯ Аона — Со (рис. 4) позволяет предположить, что отрицательная адсорбция соли Г подчиняется закону Генри и, следовательно, Да=—RTГ. Так как толщина диэлектрической прослойки растворителя, приводящей к отрицательной адсорбции соли, б =<—Г/со [10], то с помощью соотношения [c.49]

Таким образом, теории Гельмгольца и Гуи—Чапмена рассматривают два крайних случая строения двойного электрического слоя сжатую до монослоя ионную обкладку, что близко к действительной картине в концентрированных растворах при больших зарядах электрода, и диффузную ионную обкладку двойного слоя, что в первом ириилижении справедливо для разбавленных растворов и расстояний от электрода, заметно больших, чем размеры гидратированных ионов. [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология