Понятие двойного электрического слоя

Понятие двойного электрического слоя [c.594]

Дайте определение понятия двойного электрического слоя и электродного потенциала. [c.222]

Следует иметь в виду, что двойной электрический слой, существующий возле поверхности металла в растворе, не всегда позволяет объяснить ход электрохимических процессов. Это понятие упрощенно, оно усредняет действительное распределение потенциала, поскольку поверхность металла или другого тела не является идеальной геометрической поверхностью, а состоит из отдельных обособленных ионов с пространственно разделенными дискретными электрическими зарядами. [c.230]

Согласно основному уравнению электрокапиллярности (3,1) образование двойного электрического слоя на межфазной границе электрод/раствор приводит к уменьшению величины а. Этот эффект, обусловленный электростатическим отталкиванием одноименных зарядов, предопределяет характерную форму электрокапиллярной кривой (в виде перевернутой параболы). В соответствии с уравнением Липпмана (3.3) наклон электрокапиллярной кривой равен плотности зарядов <7 на поверхности электрода. В максимуме электрокапиллярной кривой да/дЕ О и д О, а потому потенциал электрокапиллярного максимума называют потенциалом нулевого заряда. Впервые это понятие было введено Фрумкиным в 1927 г. Для нахождения потенциала максимума электрокапиллярной кривой используется метод Оствальда — Пашена. Он состоит в том, что электрокапиллярную кривую пересекают рядом хорд, параллельных оси абсцисс, затем находят их середины и экстраполируют линию, соединяющую эти точки, до пересечения с электрокапиллярной кривой (рис. 3.8). [c.148]

Понятие о двойном электрическом слое (который мы в дальнейшем будем для краткости называть двойным слоем) приводится в учении об электричестве. Образование двойных [c.198]

Электростатическая теория коагуляции основана на учете изменений двойного электрического слоя коллоидной частицы (Мюллер). Изучая коагуляцию, вводят понятие о критическом потенциале, выше которого система сравнительно устойчива,, ниже — золь теряет стабильность и быстро коагулирует. Например, критический потенциал золя АзгЗз равен 26 мв, эмульсии масла — 30 мв и т. п. [c.117]

Так, типичные неполярные адсорбенты — уголь, графит, сажа, парафин, полиэтилен, тефлон — образуют поверхностные (хемосорбционные) соединения с кислородом воздуха или воды, либо адсорбируют ПИ (ОН , Н+ и др.) из раствора. Вопросы ионного обмена, составляющего лишь один из разделов учения о двойном электрическом слое, оказываются в некоторых отношениях более широкими и выходят за рамки представлений о существовании границы раздела фаз и ДЭС. Дело в том, что основные закономерности ионного обмена не изменяются с ростом дисперсности и сохраняются не только при частичном вырождении понятия поверхности раздела (активные угли, цеолиты), но и при переходе к студням ВМС (типично гомогенным системам), где представления о поверхности раздела и ДЭС теряют физический смысл. Здесь [c.172]

В книге рассмотрены основные понятия электрохимии и современные методы исследования кинетики электродных процессов. Описаны классические и релаксационные методики изучения электродной поляризации. Представлены специальные и вспомогательные приборы, применяемые в электрохимических исследованиях. Уделено внимание особенностям лабораторного эксперимента. В задачах установлены закономерности фарадеевских реакций, электропроводности растворов, чисел переноса, э. д, с. элементов, электрокапиллярных явлений и строения двойного электрического слоя, диффузионной кинетики и полярографии, механизма образования на электродах новой фазы, пассивности и коррозии металлов. [c.2]

Принято разделять понятия — интегральная и дифференциальная емкость двойного электрического слоя. Дифференциальная емкость [c.49]

Электрохим. термодинамика основана на понятии электрохимического потенциала -термодинамич. ф-ции, характеризующей состояние к.-л. заряженного компонента при определенных внеш. условиях. Оно позволяет рассматривать равновесия на границе раздела электрод - электролит (см. Межфазные скачки потенциала), строение фаницы раздела фаз (см. Двойной электрический слой), связать эдс электрохимических цепей с тепловыми эффектами протекающих на электродах р-ций. Электрохим. измерения - основа одного из лучших методов изучения равновесий р-ций, в к-рых участвуют к-ты, основания и комплексные ионы. [c.237]

Как уже отмечалось выше, к настоящему времени выявлено большое число процессов хемосорбции с переносом части заряда адсорбирующихся частиц на поверхность металла. Термодинамический подход к подобным процессам был намечен еще в [161, где рассматривалась адсорбция атомов водорода на поверхности платины, сопровождающаяся образованием диполей водорода й уменьшением емкости двойного электрического слоя. На основе обобщенного понятия о заряде электрода в последние годы была развита последовательная феноменологическая трактовка переноса заряда при хемосорбции [89—931. [c.234]

Понятие о строении двойного электрического слоя [c.138]

Необычная природа системы кремнезем—вода была отмечена Дж. А, Китченером [7]. Он указывал на разногласия в научной литературе относительно поверхности раздела кремнезем—вода, возникавшие лишь потому, что не были поняты такие характеристики, как гидратация и растворимость. Например, почему золи кремнезема необычайно стабильны при pH 2, когда электрокинетический потенциал равен нулю, но становятся высокочувствительными к электролитам при более высоких pH, когда потенциал максимален Такое явление находится в противоречии с обш,епринятой теорией двойного электрического слоя. Другое загадочное явление проявляется в том, что кристаллический кварц покрывается пленкой аморфного кремнезема, даже если раствор не насыщен по отношению к такой поверхности. [c.14]

Основу всех ионных теорий представляет уравнение Нернста для расчета работы., совершаемой ионом при его перемещении в растворе из бесконечности до точки на твердой поверхности. Затем появилась теория диффузного двойного слоя Гуи—Чэн-мана, основанная на уравнениях Пуассона—Больцмана. Согласно этой теории, движение катионов вблизи поверхности поддерживается тепловой энергией, причем катионы притягиваются к поверхности соответствующими отрицательными зарядами. Этот же закон применим и для описания того, как молекулы окружающей землю атмосферы удерживаются вблизи поверхности под действием сил земного притяжения. Затем было понято, что катионы больших размеров не могли приближаться к отрицательным зарядам на поверхности так же, как катионы меньших размеров. Штерн ввел поправку,.учитывающую размер иона, и предложил рассматривать некоторый слой, который затем стал называться слоем Штерна . В этом слое вблизи отрицательно заряженной поверхности накапливается определенное количество, катионов, которые в основном оказываются заторможенными. Таким образом, формируется плотный двойной электрический слой . [c.918]

При обсуждаемом здесь понятии омического падения потенциала речь ни в коем случае не идет о перенапряжений в смысле разности между потенциалом е и равновесным потенциалом бц. Омическое падение напряжения, строго говоря, нельзя причислить и к поляризации, которая определяется как разность потенциалов при протекании е ( ) и в отсутствие е (о) тока. Так как термин поляризации является более общим и так как это определение ничего не говорит о причинах, то представляется обоснованным омическое падение напряжения называть омической поляризацией. Поэтому следует говорить не об омическом перенапряжении, а об омической поляризации. При теоретическом исследовании механизма электродных процессов введение и обсуждение величин, относящихся к омическому падению напряжения, не представляет никакого интереса. Однако при экспериментальных исследованиях омическое падение напряжения часто играет большую роль. Поэтому падение потенциала за пределами двойного электрического слоя, которое здесь будет называться омической поляризацией, нужно элиминировать при электрохимических измерениях. [c.411]

Что же говорит современная электрохимия об образовании двойного электрического слоя и что означает само это понятие [c.72]

Понятие поверхностной концентрации sj требует уточнения. У самой поверхности концентрация ионов изменяется не только в результате реакции, но и из-за наличия двойного электрического слоя. Под термином поверхностной концентрации подразумевают концентрацию на таком расстоянии от поверхности, которое достаточно мало по сравнению с толщиной диффузионного слоя, но на котором уже не сказывается наличие д. э. с. Этому условию обычно удовлетворяет точка на расстоянии около 1 нм от поверхности. [c.72]

В теории диффузного двойного электрического слоя не фигурирует понятие -потенциала и его величина не входит непосредственно в уравнение (Х1-6). Тем не менее, эта теория лучше теории Гельмгольца согласуется с закономерностями, установленными при изучении электрокинетических явлений. В самом деле, если предположить, что, начиная с некоторого расстояния, например с расстояния /ь ионы уже не связаны прочно с поверхностью электрода при [c.269]

В теории диффузного двойного электрического слоя, не фигурирует понятие -потенциала, и его величина не входит непосредственно в уравнение (Х1-6). Тем не менее эта теория лучше теории Гельмгольца согласуется с закономерностями, установленными при изучении электрокинетических явлений. В самом деле, если предположить, что начиная с некоторого расстояния, например с расстояния 2ь ионы уже не связаны прочно с поверхностью электрода при относительном перемещении твердой и жидкой фаз, то соответствующую этому расстоянию величину потенциала (см. рис. 40) можно отождествить с -потенциалом. Действительно, -потенциал по теории Гуи —Чапмана, как это вытекает и из анализа электрокинетических явлений, отличается и от общего скачка потенциала gм, и от электродного потенциала е, причем Если концент- [c.288]

К середине, вернее, уже во второй половине, XIX века относятся работы физиков и математиков Г. Гельмгольца (1821—1894), У. Томсона (1824—1907) и В. Гиббса (1839— 1 №2), создавших термодинамику гальванических элементов. Гельмгольц впервые (1873) сформулировал понятие о двойном электрическом слое (конденсатор Гельмгольца). [c.13]

Поверхность металла представляется как совокупность участков, размеры которых во много раз больше толщины двойного электрического слоя, существующего на границе металла с электролитом. Для таких участков металла остаются правомерными понятия электрод , электродный потенциал . Абсолютные размеры участков достаточно малы и в их пределах физико-химические свойства металла и электролита постоянны. Анодная и катодная реакции идут ро гомогенному механизму, при однородной поверхнос [c.14]

Понятие о строении двойного электрического слоя и его свойствах [c.57]

С развитием теории электролитической диссоциации и введением понятия об ионах появилась теория, развитая в работах Гуи (1910), согласно которой двойной электрический слой имеет диффузное строение. Дело в том, что под воздействием двух взаимно противоположных сил (электростатического притяжения и теплового движения частиц жидкости) противоионы образуют около твердой поверхности адсорбента (коллоидной частицы) диффузную ионную атмосферу (рис. 93, //). Приче.м концентрация противоионов, наибольшая около заряженной поверхности твердой фазы, убывает по мере уВбЛНЧбпия расстояния от границы раздела фаз по направлению внутрь раствора. [c.314]

Из теоретических вопросов упомянем о концепции двойного электрического слоя и электрокинетическом потенциале. Идея двойного электрического слоя на границе двух фаз была выдвинута более 100 лет назад физиком Квинке для объяснения механизма открытого им потенциала протекания. Эта идея была широко использована в различных областях науки, в частности в физике (теории поля и электростатике), а также в электрохимии. Понятие об электрокинетическом потенциале было введено Фрейндлихом и Смолуховским в начале настояш его столетия и было также широко применено для освещения многих коллоидно-химических и электрохимических проблем, где ставился вопрос о природе и свойствах поверхностных слоев, разделяющих отдельные фазы, с учетом их взаимодействия. Электрокинетический потенциал играет большую роль, как известно, в вопросах устойчивости суспензоидных коллоидов, коагуляции, пептизации, в учении о структурах и структурообразовании, в явлениях [c.5]

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]

Прежде чем перейти к рассмотрению экспериментальных данных по емкости двойного слоя, необходимо отметить, что в отличие от обычного плоского конденсатора емкость двойного электрического слоя зависит от разности потенциалов на его обкладках. В частности, это связано с тем, что анионы и катионы имеют различные радиусы и в соответствии с формулой (12,6) изменение с при переходе от е > О к е < О должно сопровождаться соответствующим изменением емкости двойного слоя. Поэтому при описании двойного электрического слоя невбходимо разделить понятия интегральной и дифференциальной емкости. Дифференциальная емкость определяется соотношением [c.61]

В 1917 г. Н. П. Песков в г. Иванове ввел понятия агрегатив-ная и седиментацнонная устойчивость. Первое понятие подразумевает устойчивость частиц золей к агрегации — слипанию друг с другом. Было предложено много теорий, объясняющих агрегативную устойчивость. Среди них особенно большое значение получила теория двойного электрического слоя, впервые высказанная Г. Гельмгольцем еще в 1879 г. Ему же принадлежит понятие дзета-потенциала (потенциала двойного электрического слоя). Немецкий химнк Г. Мюллер в 1928 г. высказал мысль, что мицеллы (коллоидные частицы) представляют собой образования, состоящие из частицы (золя), окруженной диффузной, атмосферой ионов, несущих заряд, обратный по знаку заряду протнвоионов. [c.255]

Предлагаемая вниманию читателя книга является первым томом небольшой серии коллективных монографий, посвященной важнейшим электрохимическим методам, широко используемым в смежных дисциплинах и в многочисленных приложениях. Книги этой серии существенно отличаются от изданных на русском языке томов по современным проблемам электрохимии под редакцией Дж. Бокриса и адресованы они значительно более широкому кругу читателей. В настоящем томе в основном представлены обзоры, в которых рассматриваются методы, основанные на электродных процессах. Глава 1, написанная Р. Бейтсом, посвящена измерению обратимых электродных потенциалов. Основная ее часть - изложение термодинамических основ равновесных электродных явлений. Ясное, доступное изложение и большое количество конкретных примеров должны помочь читателю, не имеющему специальной подготовки, быстро освоить фундаменталь ные понятия и язык электрохимии. Технической стороне дела, методам измерения, приборам, подготовке эксперимента посвящена заключительная часть этого обзора. Естественным продолжением этой гла вы является глава 2, (автор Р. Пейн), в которой рассмотрены методы изучения двойного электрического слоя и адсорбции. Как и в классических руководствах, обсуждение начинается с общих термодинамических результатов, а затем рассматриваются модельные представления и экспериментальные методы. Последний раздел посвящен адсорбции, причем основное внимание во всей главе уделено границе раздела ртуть - раствор. Как и первая глава, обзор Пейна едва ли представит большой интерес для специалистов-электрохимиков, но он безусловно [c.5]

Понятие о диффузионном потенциале. Если два раствора одного и того же электролита, но разной концентрации или различных электролитов произвольных концентраций соприкасаются друг с другом, то из раствора с большей концентрацией начинается диффузия ионов и раствор с меньшей их концентрацией (рис. 86). Если бы килоэквивалентные электропроводности (подвижности) всех катионов и анионов при одних и тех же условиях были одинаковы, то через границу раздела из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей концентрацией переносилось бы одно и то же количество положительного и отрицательного электричества и, следовательно, на этой границе раздела растворов отсутствовал бы двойной электрический слой и диффузионный потенциал. На самом же деле вследствие различия в килоэквивалентных электропроводностях ионов количество электричества, переносимого через границу раздела растворов катионами и анионами, оказывается различным. Следствием этого является возникновение двойного [c.292]

Понятие омической поляризации (т]ом) как омического падения потенциала в электролите и в покрывающих электрод слоях, которое может возникнуть при протекании тока, введено Боуденом и Эйгаром 280. Следовательно, здесь речь идет о разности потенциалов, которая возникает за пределами двойного электрического слоя. Поэтому на электрохимические процессы это омическое падение напряжения не влияет. Существуют лишь определенные экспериментальные трудности, связанные с необходимостью устранения этого омического падения напряжения при измерениях перенапряжения. Величина омической поляризации зависит не от электрохимических процессов, а от аппаратурного оформления и от электропроводности электролитов и покрывающих слоев электрода. Поэтому омическая поляризация в высшей степени зависит от параметров аппаратуры, например. [c.410]

Прямая дорога, по которой движется уже более полутора столетий авангард электрохимии (учение о строении двойного электрического слоя ДЭС) подошел к шаткому мостику (в виде моделей 2-3 параллельных или последовательных конденсаторов), с которого легко свалиться и упасть на другую, отходяшую в сторону, но твердую дорогу. Эта ситуация напоминает математическую область, называемую теорией бифуркаций. Происхождение этого термина вытекает из того факта, что единственное решение, которое имеет система уравнений (система взглядов — в данном случае) При некотором критическом значении параметров достигает так называемой точки бифуркации, начиная с которой для системы открываются новые возможности, приводящие к одному или нескольким решениям. Теория бифуркаций преследует цель для каждой данной задачи найти аналитические выражения в точках бифуркаций и построить приближенные решения для новых ответвлений путей процесса (реакции). В нашем случае — предложить аналитические решения некоторых вопросов строения ДЭС и связанных с ним явлений. В этой книге все внимание будет сконцентрировано только на первой части данной цели, поскольку построение нового ветвления решений — очень длинная и сложная задача, лежащая за пределами книги. Поскольку первая задача поиска бифуркации решений заключается в определении точек бифуркации (точек неустойчивости системы), здесь кратко перечислим только некоторые из них по законам электростатики два незаряженных металла должны иметь и одинаковые потенциалы (в электрохимии два разнородных незаряженных металла в одной и той же среде имеют разные потенциалы) в области неравновесных явлений неопределенный физический смысл имеют понятия безбарьерньтй , безактива-ционный разряды при выделении водорода, неодинаковые коэффициенты переноса, подразумевающие разные доли тока, текущие на анод и катод при одном и том же общем токе во внешней цепи гальванического элемента несовпадение зависимости электрической проводимости раствора от концентрации электролита, рассчитанные по основным законам электрохимии закону Кольрауша и закону разбавления Оствальда и др. [c.4]