Электрическая разность потенциалов между двумя фазами

Возникновение скачка потенциала на границе раздела фаз вызывается различными причинами, зависящими от природы граничащих фаз. Одной из наиболее общих причин будет обмен заряженными частицами. В момент появления контакта между фазами он протекает преимущественно в каком-либо одном направлении, в результате чего создается избыток частиц данного знака заряда по одну сторону границы раздела и их недостаток по другую. Такой нескомпенсированный обмен приводит к созданию двойного электрического слоя, а следовательно, к появлению разности потенциалов. Последняя в свою очередь будет влиять на кинетику обмена, выравнивая скорости перехода заряженных частиц в обоих направлениях. По мере увеличения разности потенциалов наступит момент, когда уже не будет больше преимущественного перехода частиц из одной фазы в другую, и скорости их перехода в обоих направлениях станут одинаковыми. Такое значение скачка потенциала отвечает равновесию между фазами, при котором электрохимические потенциалы заряженных частиц в обеих фазах равны. Заряженными частицами, принимающими участие в обмене между фазами, могут быть положительные и отрицательные ионы, а также электроны. Какие именно частицы переходят из одной фазы в другую и тем самым обусловливают возникновение скачка потенциала, определяется природой граничащих фаз. На границах металл — вакуум или металл 1 —металл 2 такими частицами являются обычно электроны. При создании границы металл — раствор соли металла в обмене участвуют катионы металла. Скачок потенциала на границах стекло — раствор, а также ионообменная смола — раствор появляется в результате обмена, в котором участвуют два сорта одноименно заряженных ионов. На границах стекло—раствор и катионитная смола — раствор такими ионами являются ионы щелочного металла и водорода на границе анионитная смола — раствор — ион гидроксила и какой-либо другой анион. При контакте двух не смешивающихся жидкостей, каждая из которых содержит в растворенном виде один и тот же электролит, потенциал возникает за счет неэквивалентного перехода обоих ионов электролита из одной фазы в другую подобно тому, как образуется диффузионный потенциал. Следовательно, оба потенциала — и фазовый жидкостный, и диффузионный —не являются равновесными. [c.204]

Величина потенциала на границе фаз. Граница раздела двух фаз всегда является местом возникновения скачка потенциала. Соприкасается ли металлический проводник с раствором соли того же металла или же соприкасаются два диэлектрика — обе соприкасающиеся фазы заряжаются разноименными электрическими зарядами. Между фазами возникает таким образом разность, или скачок, потенциала и 0 0 образуется вследствие этого двой- [c.166]

Целесообразность этого разделения электрохимического потенциала на два члена была рассмотрена Гуггенгеймом. Весьма сомнительно, чтобы можно было найти реальную возможность сделать это разделение определённым. Как известно, не существует никаких способов измерить разность электрических потенциалов между точками внутри двух соприкасающихся фаз трудность дать даже определение этой величине признавалась ещё Гиббсом который писал в 1899 г. электрический потенциал в электролите, и в особенности разность потенциалов между электролитом и электродом включают в себя величины, физическими методами измерения которых мы не располагаем. То, что мы можем измерять, и в действительности измеряем, это — разность потенциалов кусков одного и того же металла, соединённых с электродами . [c.397]

Итак, существует всего два определённых потенциала электростатический потенциал V вакуума или почти пустого пространства у самой поверхности фазы и термодинамический электрохимический потенциал заряженного компонента г. Каждая из этих величин содержит произвольную постоянную — условное нулевое значение, от которого отсчитывается потенциал но разности, как электростатических, так и электрохимических потенциалов между двумя фазами не содержат этой неопределенности. Термоэлектронная работа выхода —работа вывода электрона с наивысшего энергетического уровня внутри фазы в состояние покоя за самой границей фазы — также является определённой величиной. Связь между этими тремя величинами V и /) даётся уравнением (3.1), в котором выражает электрохимический потенциал электронов, удалённых от всяких других зарядов. Внутренний электрический потенциал о, равно как и все прочие величины, относящиеся к электрической части потенциала внутри фазы, содержащей уплотнённое вещество, являются неопределёнными, так же, как и разности этих величин для двух фаз различного состава. Эта неопределённость вытекает из [c.399]

Рассмотрим, что произойдет, если два металла с различными ионизационными потенциалами приведены в контакт между собой (рис. 36). Так как верхний заполненный энергетический уровень металла / на этом рисунке расположен выше, чем соответствующий уровень энергии металла 2, электроны с металла 1 будут перетекать на металл 2. Этот переход будет продолжаться до тех пор, пока верхние заполненные уровни энергии электронов в обоих металлах не выровняются. Тогда вероятность перехода электронов от металла 1 к металлу 2 и обратно станет одинаковой. Но при этом металл / с меньшим потенциалом ионизации получит положительный заряд, а металл 2 приобретает равный по величине отрицательный заряд. На границе между металлами возникнет разность потенциалов, т. е. гальвани-потенциал. Он не совпадет по величине с разностью ионизационных потенциалов металлов и вообще не может быть определен или же рассчитан какими бы то ни было доступными средствами. Причина этого состоит в том, что при переходе электронов от одного металла к другому помимо электрической производится работа, обусловленная разностью химического потенциала электрона в обеих фазах. [c.50]

ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ, разность электростатич. потенциалов между электродом и находящимся с ним в контакте электролитом. Возникновение Э. п. обусловлено пространств. разделением зарядов противоположного знака на границе раздела фаз и образованием двойного электрического слоя. На фанице между металлич. электродом и р-ром электролита пространств, разделение зарядов связано со след, явлениями переносом ионов из металла в р-р в ходе установления электрохим. равновесия, кулоновской адсорбцией ионов из р-ра на пов-сть металла, смещением электронного газа за пределы положительно заряженного ионного остова кристаллич. решетки, специфич. (некулоновской) адсорбцией ионов или полярных молекул р-рителя на электроде и др. Последние два явления приводят к тому, что Э. п. не равен нулю даже при условиях, когда заряд пов-сти металла равен нулю (см. Потенциал нулевого заряда). [c.424]

Рассматривая межфазную разность потенциалов, будем следовать определениям Ланге и др. [21], которые обычно используются электрохимиками и рассматривались более подробно в других работах [2, 3, 22, 35]. Электрохимический потенциал заряженной частицы г в фазе р, (Д ), обозначает работу, которую необходимо затратить для переноса частицы из бесконечности внутрь фазы. Выражение Лг часто формально расчленяют на два члена, один из которых обусловлен взаимодействием частицы с объемом фазы р, другой — взаимодействием частицы с избыточным зарядом и диполями на поверхности фазы р. Однако нет способа раздельного измерения электрической и химической составляющей р. п. между смежными поверхностями двух контактирующих фаз. В первом члене энергия взаимодействия дает химический потенциал и , тогда как во втором (электрическом) члене энергия взаимодействия выражается через Цгф Р, где фр — внутренний, или гальвани-потен-циал фазы р, а ( —заряд частицы г. Таким образом, [c.197]

Влияние потенциала двойного слоя. На поверхности частиц или капель дисперсной фазы могут адсорбироваться ионы, которые в свою очередь притягивают противоположно заряженные ионы и т. д. Этот эффект уменьшается по мере удаления от поверхности частиц. Исследование таких частиц лод ультрамикроскопом при воздействии приложенной электродвижушей силы показывает, что направление их движения к электродам соответствует знаку приобретенного ими заряда (явление электрофореза). Слой адсорбированных и противоположно заряженных ионоз называется двойным электрическим слоем. Он может быть разделен на две зоны. Первая образована ионами, адсорбированными на поверхности раздела фаз и настолько мало подвижными, что их можно рассматривать как фиксированные. Вторая состоит из ионов, находящихся дальше от ловерхности раздела фаз, причем подвижность этих ионов возрастает с увеличением расстояния. Поэтому различают два потенциала потенциал двойного слоя, представляющий собой потенциал поверхности раздела по отношению к дисперсионной среде, и -потенциал, являющийся разностью потенциалов между фиксированными и свободными ионами. Знак заряда ловерхности может быть положительным или отрицательным в зависимости от природы адсорбированных ионов. При добавлении индефферентных солей значения потенциалов уменьшаются. [c.350]

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