Возникновение двойного электрического слоя и его строение

Переход ионов из объемной фазы в поверхностный слой приводит к возникновению двойного электрического слоя (строение [c.443]

Возникновение скачка потенциала обусловлено обменом заряженными частицами между двумя фазами. При этом на границе их раздела возникает двойной электрический слой. Строение его отражается на скорости электродной реакции и поэтому учитывается при изучении кинетики электродных процессов. [c.98]

Возникновение двойного электрического слоя и его строение [c.313]

Значительную роль сыграли исследования электрокинетических явлений в построении современной теории скачка потенциала на границе фаз. Опыты с частицами угля и платины позволили выяснить, в какой мере электролитические явления коллоидных систем связаны с величиной общего скачка потенциала на границе фаз. Так, например, старые представления Нернста, Гельмгольца и других не могли дать ответа на вопрос о том, почему при возникновении двойного электрического слоя на границе фаз, кроме термодинамического потенциала <р, появляется электрокинетический потенциал Более точное количественное изучение коллоидных систем и строения двойного слоя позволило не только обнаружить, но и вычислить величину -потенциала. [c.232]

Современные экспериментальные методы исследования и особенно изучение электрокапиллярных явлений могут дать представление о строении двойного электрического слоя. Еще в начале прошлого века было замечено, что форма поверхности ртутной капли, находящейся в растворе, зависит от сообщенного ей заряда. Если с поверхности ртути укрепленной иглой периодически снимать заряд, то капля ртути начнет совершать сложные движения. Это явление — ртутное сердце можно объяснить, если предположить, что поверхностное натяжение ртути зависит от возникновения двойного электрического слоя на металле и, следовательно, от скачка потенциала на границе фаз ртуть — раствор. Наблюдать такую зависимость очень удобно с помощью капиллярного электрометра (рис. 34), который состоит из двух ртутных электродов, сообщающихся через разбавленный раствор серной кислоты. Один из электродов — анод (ртуть в каломельном полуэлементе 4 обладает большой поверхностью и при прохождении тока практически не поляризуется), другой же электрод находится в трубке, заканчивающейся капилляром, и имеет весьма ограниченную поверхность (ртуть в капле), которая меняется [c.204]

Изучение электрокинетических явлений позволило объяснить, почему при возникновении двойного электрического слоя на границе фаз, кроме термодинамического потенциала ф, появляется электрокинетический потенциал Количественное изучение коллоидных систем и строения двойного слоя позволило не только обнаружить, но и вычислить абсолютную величину -потенциала, [c.251]

В гл. V были рассмотрены причины, приводящие к возникновению двойного электрического слоя. Было указано, что двойной слой на границе между электродом и раствором можно рассматривать как конденсатор, состоящий из двух обкладок поверхности электрода и прилегающего слоя раствора. Обкладка, расположенная в растворе (жидкостная), состоит в общем случае из двух частей — плотной и диффузной (размытой). Теперь мы рассмотрим строение двойного слоя более подробно. [c.343]

Катализ осуществляется на границе раздела фаз. Поэтому параметры, отражающие влияние изменения свойств границы раздела фаз на общие свойства системы, могут служить надежными методами контроля каталитических процессов. Как отмечено Фрумкиным, на границах раздела фаз возникают свободные заряды, притягивающие заряды противоположного знака и образующие двойной электрический слой, что определяет возникновение электрохимического потенциала в системе. Электрохимический потенциал системы является хотя и не единственным, но, вероятно, важнейшим параметром, характеризующим свойство и строение границы раздела фаз. [c.184]

Поэтому даже при одинаковой плотности тока из растворов с меньшей концентрацией будут осаждаться более плотные мелкокристаллические осадки. Для улучшения электропроводности в состав электролита при электроосаждении металлов вводят посторонние ионы, не участвующие в электродных реакциях. Но в присутствии таких ионов меняется строение двойного электрического слоя и снижается содержание в нем ионов металла, участвующих в катодной реакции. Это в свою очередь приведет к увеличению поляризации и созданию благоприятных условий для возникновения новых центров кристаллизации. [c.233]

Ниже будут рассмотрены некоторые особенности возникновения и строения двойных электрических слоев на поверхности раздела вода—органическая фаза и их взаимодействия в неводных Чередах, необходимые для обсуждения метода исключения П , предложенного в работе [158]. [c.132]

Замедление процесса коррозии при введении индивидуальных адсорбционных ингибиторов связано, главным образом, с изменением в строении двойного электрического слоя, с возникновением дополнительного положительного адсорбционного скачка потенциала и уменьшением свободной поверхности корродирующего металла в результате экранирования части ее адсорбированным ингибитором. Скопление ингибитора на поверхности корродирующего металла обусловлено преимущественно электростатической адсорбцией, а также специфической адсорбцией I рода, зависящей, в основном, от свойств частиц ингибитора и от заряда металла [12]. [c.36]

В предыдущих разделах рассмотрено возникновение скачка электрического нотенциала на границе электрода с раствором и строение ионной обкладки электрода - двойного электрического слоя, образуемого при погружении металлического электрода в раствор соли металла электрода. [c.68]

Исходя из строения коллоидной частицы 8102, объясните причины образования двойного электрического слоя на ее поверхности и возникновения при движении твердой и жидкой фаз относительно друг друга электрокинетического потенциала. [c.186]

Строение двойного электрического слоя. Определите его роль в возникновении скачка потенциала на границе металл-раствор и влияние на кинетику электродных процессов. [c.117]

Трудно предположить, чтобы и в наших исследованиях большие органические ионы или молекулы при адсорбции растворялись в поверхностном слое электрода. Обнаруженную зависимость силы тока (скорости катодного процесса восстановления Н3О+) от времени можно было бы объяснить неравномерной адсорбцией ингибитора на участках с различным адсорбционным потенциалом [8]. Однако маловероятно, чтобы время адсорбции на различных участках поверхности значительно различалось, так как физическая адсорбция (а мы ее здесь предполагаем) — быстрый процесс. Поэтому, очевидно, причину наблюдающегося изменения силы тока при добавке в электролит органического ингибитора следует искать в иных явлениях. Было показано (стр. 130), что нри адсорбции молекул органических веществ или ионов строение двойного электрического слоя изменяется с образованием переходной зоны. Ее возникновение сопровождается вытеснением из двойного слоя ионов фона и молекул воды, изменением потенциала и pH в приэлектродном слое и затруднением диффузии ионов водорода к поверхности металла. Эти изменения, вызванные возникновением переходной зоны, про- [c.140]

В предыдущих разделах был выяснен физический смысл электродного потенциала, показана его связь со скачками потенциала на границах раздела фаз, рассмотрены условия возникновения скачка потенциала на границе электрод — электролит (основной составной части электродного потенциала) и разобрана зависимость его величины от состава раствора. При обсуждении механизма возникновения скачка потенциала на границе электрод — электролит было отмечено, что главной причиной его появления является обмен ионами между металлом электрода и раствором. Этот процесс протекает вначале (т. е. в момент создания контакта между металлом и раствором) в неэквивалентных количествах, что приводит к появлению зарядов разного знака по обе стороны границы раздела фаз и к появлению двойного электрического слоя. Однако ни структура последнего, ни распределение зарядов по обе стороны межфазной границы там не рассматривались. Строение двойного электрического слоя не имеет принципиального значения для величины равновесного электродного потенциала, который определяется изменением свободной энергии соответствующей электрохимической реакции. В то же время строение двойного электрического слоя играет важную роль в кинетике электродных процессов, включая и кинетику обмена ионами в равновесных условиях, определяя интенсивность этого обмена (величину тока обмена Г). Теория строения двойного электрического слоя служит поэтому как бы переходным звеном между электродным равновесием и электродной кинетикой. [c.227]

С представлением о двойном электрическом слое мы уже познакомились при рассмотрении механизма возникновения скачка потенциала на электроде. Очевидно, что более подробное исследование строения такого двойного слоя может быть очень полезным при изучении электродных процессов. Кроме того, существуют различные электрохимические явления, в первую очередь так называемые электрокапиллярные и электрокинетические явления, теория которых не может быть успешно построена без отчетливого физического представления о строении двойного слоя на границе твердое тело — раствор электролита. [c.245]

Рис. 3. Модель пограничного слоя металл-раствор при возникновении скачка потенциала (а) и схема строения двойного электрического слоя (б).

Следует оговориться, что условие электронейтральности может не выполняться при резких нарущениях однородности среды, например, на поверхности твердого тела, а в случае поли-кристаллических образцов — и на внутренних поверхностях, т. е. границах зерен и пор. Это приводит к возникновению вблизи поверхности двойного электрического слоя, сильно влияющего на поверхностные свойства твердых тел [16] Однако строение поверхности не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на объемные свойства, поэтому при рассмотрении объемных свойств твердых тел соблюдение условия электронейтральности следует считать обязательным. [c.40]

В дальнейшем у нас был проведен ряд исследований, направленных на определение положения точки нулевого заряда и более детальное изучение строения поверхности раздела на границе между различными металлами и растворами. Цикл работ, относящихся к электродам из металлов группы платины, был выполнен в Московском университете А. И. Шлыгиным и мной. Для определения концентрации атомов и ионов на поверхности были использованы как электрические методы (метод кривых заряжения), так и измерение изменений состава раствора при возникновении двойного электрического слоя на электроде с развитой поверхностью. Эти работы показали, в частности, что при адсорбции атомов водорода на платине реализуется логарифмическая изотерма адсорбции Темкина, характерная для процессов, в случае которых заполнение поверхности сопровождается убыванием энергии адсорбции. Изотерма Темкина нашла широкое применение в теории хемосорбции, катализа и электрохимической кинетики. Сейчас при рассмотрении гетерогенных процессов общепринято сопоставлять результаты, которые можно ожидать в условиях Лэн-гмюра и в условиях Темкина . [c.8]

Коагуляция гидрофобных золей электролитами. Находящийся в коллоидной системе в качестве третьего компонента ионный стабилизатор (растворимый в воде электролит) своим присутствием препятствует процессу коагуляции, т. е. сообщает золю определенную устойчивость. Стабилизующее действие ионогенной группы имеет двоякий характер и связано с возникновением двойного электрического слоя вокруг ядра коллоидной частицы. Противоионы, образующие наружный диффузный слой, сильно гидратированы, что обеспечивает их связь с дисперсионной средой. Те же противоионы с другой стороны связаны электростатическими силами с ионами, прочно адсорбированными ядром. Таким образом, ионный стабилизатор создает непрерывный переход от нерастворимого ядра к дисперсионной среде. Внешняя сильно гидратированная ионная атмосфера вокруг частицы является важньий фактором устойчивости змей, препятствуя слипанию коллоидных частиц. Строение диффузного слоя обусловливает возникновение электрокинетического потенциала, проявляющегося при перемещении частиц. Все остовы мицелл (гранулы), находящиеся в золе данного вещества, имеют заряд одного и того же знака (например, все гранулы в золе АзаЗ [c.306]

Возникновение двойного электрического слоя нри соприкосновении металла с раствором неизбежно вызывает изменения состава ])ас-твора. В случае электродов с высоко развитой поверхностью эти изменения оказываются весьма значительными и могут быть установлены обычными аналитическими методами. Тако11 метод изучеггия двойного электрического слоя получил название адсорбционного. Соче тание адсорбционного метода с методом снятия кривых заряжении (А. Н. Фрумкин, А. И. Шлыгин, В. И. Медведовский, А. Д. Обручева, Р. X. Бурштейн н др.) позволило установить ряд важных особенностей строения двойного электрического слоя. В частности, были установлены дипольный характер адсорбированных на металле атомов водорода и кислорода, объяснен эффект перезарядки золя платины при переходе от атмосферы водорода к атмосфере кислорода (Н. А. Бах, И. А. Балашова), а также различия в поведении водородного и кислородного угля (Б. п. Брунс, С. Д. Левина, Е. М. Кучинский). [c.168]

Локц 1Я 25. Возникновение дофвшщала на границе двух фаз. Строение двойного электрического слоя. Электродные потенциалы. Уравнение Нернста. [c.211]

Развитие электрохимической кинетики стало возможным в значительной мере в результате успехов, достигнутых в познании строения границы раздела электрод — раствор. Теория двойного электрического слоя начала развиваться значительно раньше современного направления электрохимической кинетики и к моменту возникновения последнего достигла уже известного совершенства благодаря работам Г. Гельмгольца, Ж- Гуи, Д. Чапмена и О. Штерна. Фрумкин развил термодинамическую теорию поверхностных явлений на границе раздела фаз и теорию двойного слоя при адсорбции органических соединений (1919—1926) и ввел в электрохимию понятие о потенциале нулевого заряда двойного слоя, который является фундаментальной характеристикой металла (1928). В 1933 г. Фрумкин показал, что учет строения двойного слоя необходим для понимания кинетики электродных процессов, так как поле двойного слоя влияет на концентрацию реагирующего вещества у поверхности электрода и на энергию активации процесса. Так была установлена количественная взаимосвязь между двумя главными направлениями современной электрохимии и начался современный этап развития кинетики электродных процессов. [c.11]

Советским электрохимикам удалось создать тонкую экспериментальную методику исследования электродных процессов оо-строение поляризационных кривых в стационарных и нестационарных условиях, метод с использованием переменных токов, ос-циллографический метод, позволяющий установить временную зависимость потенциала электрода при пропускании тока постоянной силы, метод меченых атомов и др. Новые инструментальные методы раскрыли перед исследавателями более широкие горизонты. Так, было показано, что основным фактором, определяющим возникновение скачка потенциала на границе между металлом и раствором, является двойной электрический слой из зарядов металла и ионов раствора. Было найдено, что на условия появления и величину скачка потенциала между металлом и раствором большое влияние оказывает адсорбция и ориентация дипольных молекул. Сопоставление данных, полученных при изучении электрокапиллярных я влений, пролило яркий свет на роль поверхностно активных и коллоидных веществ, адсорбирующихся на поверхности электродов. [c.3]

В углеводородных дисперсных системах под действием электрических полей возникают разнообразные явления. Это обусловлено, во-первых, возможностью создания сильных электрических полей вследствие низкой электропроводимости дисперсионной среды, во-вто-рых, особенностями строения поверхностного слоя. В частности, толщина двойного электрического слоя в углеводородных средах на два-три порядка больше, чем в водных средах, что обусловливает его высокую деформируемость. На поверхности гидрофильных фаз в углеводородных средах, как правило, образуются гидратные слои, игракщие важную роль, как было показано в поляризации дисперсных систем и формировании заряда. Наконец, углеводородная среда создает благоприятные условия для возникновения электрической неоднородности поверхности. [c.113]

К стабилизаторам относятся две группы вош еств а) неорганич. электролиты и б) органич. поверхностно-активные вещества. Электролиты приводят к возникновению на частицах одноименных электрич. зарядов, взаимное отталкивание к-рых преобладает над силами сцепления частпц. Основное значение в такой ионной стабилизации имеет величина электрокинетич. потенциала поверхности, зависящая от строения двойного электрического слоя, образовавшегося вокруг частиц. Адсорбционные слои поверхностно-активных веществ, снижая поверхностное натяжение на границе раздела частица — среда, связывают часть дисперсионной среды и образуют вокруг частицы защитную сольватную (в водной среде — гидратную) оболочку. В этом случае С. д. с. возникает как результат лио-филизации поверхности частиц. В эмульсиях, т. е. системах, состоящих из двух жидких фаз, может быть [c.506]

Наиболее подробно образование и строение этого двойного электрического слоя представлено в работах Олти [3]. Схема строения двойного слоя по Олти показана на рис. 2. Формирование двойного электрического слоя на поверхности воды начинается с возникновения участков определенным образом ориентированных поверхностных молекул воды, имеющих ди- [c.182]

В адсорбционно-активпой среде ионогенные ПАВ повышают потенциал двойного электрического, слоя и тем самым увеличивают силы отталкивания между частицами благодаря возникновению на их поверхности соответствующего заряда. Эти же вещества могут адсорбироваться на границе раздела, например, т/в таким образом, что их неполярные углеводородные цепи ориентируются в сторону жидкой фазы и, как следствие, происходит агрегация частиц. Те ПАВ, которые при малом содержании способствуют агрегации частиц в водных средах, часто действуют как дефлокулянты при более высокой концентрации. Считают, что это явление связано с образованием второго, адсорбционного слоя, в котором полярные группы ориентируются в сторону водной фазы. Во избежание этого нежелательного явления обратной ориентации в водных суспензиях твердых тел в качестве дефлокулянтов применяют вещества, которые содержат несколько гидрофильных групп и в силу своего молекулярного строения менее склонны к обратной ориентации. [c.67]

Строение двойного электрического слоя по Квинке— Гельмгольцу. Основываясь на полученных Квинке при изучении электрокинетических явлений экспериментальных данных, Г. Гельмгольц предложил первую теорию строения двойного электрического слоя. По этой теории двойной электрический слой можно представить следующим образом (рис. 46). Пространственное разделение зарядов вызывает возникновение слоя з ряженных ча- [c.95]

Существует три возможных механизма возникновения междуфазного потенциала. Первый из них связан с различиями в стремлении положительно и отрицательно заряженных частиц переходить из одной фазы в другую. Примером этого является термоэлектронная эмиссия с поверхности нагретого металла в закрытом пространстве, в результате чего создается разность потенциалов между металлом и окружающей средой. Сюда же относится случай возникновения электродного потенциала при погружении металла в водный раствор, или потенциала мембраны, разделяющей два раствора, содержащих ионы, из которых одни более легко проходят через мембрану в сравнении с другими. Во всех этих случаях междуфазная граница разделяет противоположно заряженные части двойного электрического слоя. Электростатические силы, действующие Л1ежду ними, имеют по сравнению с силами притяжения Ван-дер-Ваальса, обусловливающими сцепление, прилипание и растворение, больший радиус действия, поэтому двойные электрические слои имеют диффузное строение и их влияние проявляется во многих случах на расстояниях, больншх по порядку величины, чем средний молекулярный диаметр. [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология