Теории возникновения скачка потенциала на границе металл — раствор

Теория возникновения скачка потенциала на границе раствор — металл [c.470]

Излагается теория двойного слоя на границе металл—раствор и механизм возникновения скачка потенциала на этой границе. Обсуждается поведение металлических электродов в условиях протекания внешнего тока па основе общей теории кинетики электродных процессов. Детально рассматриваются кинетические закономерности процессов катодного выделения водорода, электрохимического восстановления кислорода и ионизации металлов. Выведены выражения, определяющие коррозионное поведение металлов в условиях их саморастворения для случая идеально однородной поверхности и при ее дифференциации на анодную и катодную зоны. [c.2]

Теория Нернста приводит к ошибочному выводу о независимости стандартного электродного потенциала от природы растворителя, поскольку величина Р не является функцией свойств растворителя. Нельзя также считать правильным первое положение теории, поскольку скачок потенциала на границе металл — раствор не совпадает с электродным потенциалом, а представляет его часть. В электродный потенциал входят некоторые величины, характеризующие специфическую адсорбцию ионов на поверхности металла, а также работу выхода иона из данного металла. Недостатком теории Нернста является и то, что понятие об электролитической упругости растворения металла не имеет определенного физического смысла. Все это привело к необходимости пересмотра теории возникновения электродного потенциала. [c.164]

Вторая теория объясняет возникновение скачка потенциала на границе раздела металл—раствор переходом ионов с поверхности металла в раствор, за счет чего образуется двойной электрический слой. Этот слой находится в равновесном состоянии, которое может быть смещено в какую-либо сторону при изменении условий, например концентрации ионов металла в растворе. [c.89]

Разность потенциалов, возникающую при контакте двух металлов в вакууме, называют вольта-потенциал ом или контактной разностью потенциалов (крп). Ответ на вопрос В какой мере контактный потенциал определяет электродвижущую силу гальванического элемента, в котором те же металлы используются в качестве электродов составляет суть проблемы Вольта. В течение XIX столетия мнения физиков и химиков по этому вопросу расходились. Физики склонялись к контактной теории возникновения скачка потенциалов, химики утверждали, что возникновение разности потенциалов между двумя металлами возможно лишь при наличии химической реакции на межфазной границе металл-раствор. И те и другие находили тому экспериментальное подтверждение. Так, группа металлов, контакт между которыми (ртуть - висмут, ртуть - серебро и др. (см. табл. 13.1)) в растворах, расплавах электролитов подтверждает контактную теорию Вольта. Однако такие пары металлов, как галлий-ртуть или индий-ртуть этой теории не следуют. Существующие объяснения этого явления наличием такого расплывчатого понятия как лиофильность-лиофобность теоретически не обоснованы и не всегда оправданы. [c.287]

В последние годы область непо сред ственного контакта металла с окружающей средой (в основном — вакуума) получила свое физическое обоснование лишь благодаря успехам в области теории неоднородного электронного газа металла (см. [48 -52,13] и библиографию к ним), основанной преимущественно на методе функционала электронной плотности. Применимость данного метода для границы металл - жидкость весьма затруднительна, поскольку сама жидкость также обладает ориентированным слоем поверхностных молекул, ответственных за возникновение скачка потенциала со стороны жидкой фазы. Однако несомненно, что на этой границе не последнее влияние оказывает плотность электронного газа металла и ее распределение вблизи поверхности ( электронные хвосты ). В связи с трудностями интерпретации поверхностных явлений в первом приближении целесообразно использовать простые феноменологические представления и определить с их помощью ту группу параметров, которые формируют свойства поверхности и ее электрические характеристики. Основываясь на фундаментальных законах электростатики, можно безмодельно описать межфазную границу металл - раствор и ответить на главный вопрос — какие факторы и в какой степени формируют скачок межфазного потенциала, т. е. решить проблему Вольта. [c.37]

Разность потенциалов, возникающую при контакте двух металлов в вакууме, называют вольта-потенциалом или контактной разностью потенциалов (крп). Ответ на вопрос в какой мере контактный потенциал определяет электродвижущую силу гальваниче ского элемента, в котором те же металлы используются в качестве электродов составляет суть проблемы Вольта [46]. В течение XIX столетия мнения физиков и химиков по этому вопросу расходились. Физики склонялись к контактной теории возникновения скачка потенциалов, химики утверждали, что возникновение разности потенциалов между двумя металлами возможно лишь при наличии химической реакции на межфазной границе металл - раствор. И те и другие находили тому экспериментальное подтверждение. Группа металлов, контакт между которыми (ртуть-висмут, ртуть-серебро и др. (см. табл. 2.1)) в растворах. [c.36]

Попытка количественной оценки вклада каждого из этих частных процессов в суммарную э. д. с. содержалась в химической или осмотической теории гальванического элемента, разработанной главным образом Нернстом и его школой. Согласно этой теории, при погружении металла в раствор, содержащий его ионы, некоторое количество ионов металла переходит из металла в раствор или в обратном направлении, в результате чего металл и раствор взаимно заряжаются. Это приводит к возникновению разности (скачка) потенциалов между металлом и раствором. Аналогичный скачок потенциалов возникает при погружении в раствор другого металла. Таким образом э.д.с. элемента можно представить как разность двух скачков гальвани-потенциала (ф1 и фг) на границах раствор/металл 1 и раствор/металл 2. В том случае, когда металл неза-ряжен, соответствующий скачок потенциала равен нулю. Поэтому предполагалось, что вводя в цепь гальванического элемента такую внешнюю разность потенциалов (в современной терминологии — потенциал нулевого заряда), при которой металл одного из электродов становится незаряженным, можно найти абсолютный нуль потенциала и тем самым установить абсолютный потенциал второго электрода. Таким образом проблема разделения э.д.с. на слагаемые, характеризующие отдельные процессы, происходящие в разных частях гальванического элемента, была сведена к задаче определения абсолютных электродных потенциалов. При этом вклад в э.д.с. процесса, происходящего на границе раздела фаз металл 1/металл 2, считался пренебрежимо малым. [c.150]

Существует несколько теорий, объясняющих механизм возникновения скачка потенциала на границе раствор —металл. Наиболее современной является сольватацнонная теория электродного потенциала, основы которой высказаны Л. В. Писаржевским в 1912—1914 гг., затем развиты Н. А. Изгарышевым и дополнены работами Герни (1932). Согласно этой теории скачок потенциала на границе раствор —металл обусловлен двумя процессами 1) диссоциацией атомов металла на ионы и электроны внутри металла 2) сольватацией ионов металла, находящихся на поверхности металла, при соприкосновении его с раствором, содержащим молекулы растворителя Ь. Обе стадии и общая реакция на границе раствор — металл могут быть записаны в следующем виде [c.470]

Рис, 27. Схема возникновения скачка потенциала на границе между металлом и раствором его ионов по теории Нернста [c.216]

Химическая теория, развивавшаяся В, Нернстом, исходила из того опытного факта, что возникновение электрического тока в гальванических элементах связано с протеканием химических реакций, дающих необходимую для их работы энергию. Поэтому В. Нерист считал, что э. д. с. полностью определяется суммой скачков потенциала на границах металл — раствор. Однако нри этом в химической теории совершенно обходился вопрос о скачке потенциала на границе между металлами, который в действителыюсти существует. [c.246]

В 1857 г. А. Де-ля-Рив сформулировал химическую теорию возникновения э.д.с. элемента. Согласно этой теории источником энерпш в элементе являются реакции окисления — восстановления, протекающие на границе контакта металла с раствором электролита. В дальнейшем химическая теория была развита в трудах В. Нернста и В. Оствальда в конце XIX в., получивших термодинамические уравнения для электродного потенциала и э.д.с. элемента. В XX в. широкое развитие получили исследования кинетики электродных реакций, позволившие сделать важные обобщения о механизме возникновения скачков потенциалов на различных границах раздела фаз и источниках возникновения э.д, с. в гальванических элементах. [c.158]

Противоречивость теории Нернста привела к возникновению проблемы абсолютного скачка потенциала, в которой ставится вопрос о величине отдельного гальвани-потенциала на границе электрод — раствор. Эта проблема не может быть решена экспериментальным путем, поскольку принципиально невозможно измерить эчектрическую разность потенциалов между точками, расположенными в различных по составу фазах (см. гл. VI). Можно показать, что проблема абсолютного скачка потенциала не может быть решена я чисто термодинамическим путем без привлечения модельных допущений. В настоящее время проблема абсолютного скачка потенциала остается открытой в основном из-за трудностей, связанных с модельным расчетом величины Х", т. е. поверхностного скачка потенциала металла. [c.159]

Обычно к электродам второго рода относят такие, как Ag Ag l, Hg Hg2 l2 и др., характеризуемые малой растворимостью соли. Действительно, при малой растворимости соли уже ничтожные количества ее обусловливают образование насыщенного раствора. Но можно получить такой же электрод второго рода, используя насыщенные растворы солей, обладающих значительной растворимостью. В последнем случае зависимость между активностью катиона и аниона труднее поддается расчету, ибо нет достаточно удовлетворительной количественной теории крепких растворов. Межионное взаимодействие у таких растворов весьма сложно, и простые зависимости, пригодные для рассмотрения растворов разбавленных, могут привести к результатам, количественно не совпадающим с данными опыта. Но это обстоятельство касается всех явлений в крепких растворах, а но только возникновения скачка потенциала на границе металл — раствор. Поэтому к электродам второго рода надо [c.281]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология