Зависимость поверхностного натяжения на границе металл—раствор от потенциала

Для экспериментального изучения зависимости поверхностного натяжения на границе жидкий металл — раствор от разности потенциалов используется капиллярный электрометр Гуи (рис. XX, 11), Этим прибором измеряется давление столба ртути I, необходимое для того, чтобы при данном скачке потенциала ртути (измеренном относительно вспомогательного электро ,а в) ртутный мениск находился на определенном расстоянии от конца конического капилляра а. Если капилляр полностью смачивается раствором, то высота / столба ртути пропорциональна поверхностному натяжению ртути относительно раствора. [c.541]

РАБОТА 6. ЗАВИСИМОСТЬ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАСТВОР — МЕТАЛЛ ОТ ПРИЛОЖЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА [4] [c.184]

Работа 5. Поверхностная проводимость порошковой диафрагмы. , .. 182 Работа 6. Зависимость поверхностного натяжения на границе раствор— металл от приложенного потенциала.........184 [c.206]

Величина поверхностного натяжения на границе металл — раствор изменяется при наложении потенциала. Это позволяет определять емкость двойного слоя по изменению зависимости поверхностного натяжения о на границе металл — раствор от потенциала. Кривая, описывающая указанную зависимость, называется электрокапиллярной кривой (рис. 78). Дифференциальное уравнение электрокапиллярной кривой, полученное термодинамическим путем (см. 16 главы I), имеет вид [c.343]

Работа 1. Зависимость поверхностного натяжения на границе металл—раствор от потенциала [c.328]

В настоящее время еще не существует методов, позволяющих определять абсолютные значения поверхностного натяжения на границе между твердым злектродом и раствором. Однако целый ряд методов, основанных на изучении механических свойств и смачиваемости металлов растворами, дают возможность проследить характер зависимости поверхностного натяжения от потенциала электрода и состава раствора. Поэтому в первую очередь будут рассмотрены эти методы, хотя они цока широко не использовались при исследовании адсорбции органических веществ на твердых электродах. [c.145]

Электрокапиллярные явления отражают зависимость пограничного натяжения на границе электрод — раствор от потенциала электрода и состава раствора. Для жидких металлов (ртуть, галлий, амальгамы, расплавы) пограничное натяжение совпадает с обратимой поверхностной работой о и может быть экспериментально измерено, так как жидкая граница раздела допускает изменение ее поверхности в обратимых условиях (достаточно, например, наклонить стаканчик со ртутью, покрытой раствором, чтобы изменилась поверхность ртутного электрода). С другой стороны, поверхность твердых электродов невозможно изменять в обратимых условиях, поэтому на таких электродах величина а недоступна для экспериментального определения. [c.149]

Электрокапиллярные явления отражают зависимость пограничного натяжения на границе электрод — раствор от потенциала электрода и состава раствора. Для жидких металлов (ртуть, галлий, амальгамы, расплавы) пограничное натяжение у совпадает с обратимой поверхностной работой а и может быть экспериментально измерено, так как жидкая граница раздела допускает изменение ее поверхности в обратимых условиях (достаточно, например, наклонить стаканчик со ртутью, покрытой раствором, чтобы изменилась поверхность ртутного электрода). С другой стороны, даже небольшое упругое растяжение твердого электрода приводит к увеличению расстояния между атомами металла на поверхности, а следовательно, растянутая поверхность не идентична первоначальной и имеет иное значение о. Если при упругом растяжении площадь поверхности увеличилась на с15, то затраченная на растяжение работа равна [c.171]

Еще в начале прошлого века было замечено, что форма поверхности ртутной капли, находящейся в растворе, зависит от сообщенного ей заряда. Если с поверхности ртути периодически снимать заряд, что достигается, например, с помощью укрепленной иглы, то капля ртути начинает совершать сложные движения ( ртутное сердце ). Это явление можно объяснить, если предположить, что поверхностное натяжение ртути зависит от возникновения двойного электрического слоя на металле и, следовательно, от скачка потенциала на границе ртуть —раствор. Наблюдать такую зависимость очень удобно с помощью капиллярного электрометра (рис. 70), который состоит из двух ртутных электродов, сообщающихся при помощи разбавленного раствора серной кислоты. Один из электродов — анод (ртуть в каломельном полуэлементе 4) обладает большой поверхностью и при прохождении тока практически не поляризуется другой же электрод, поляризуемый током,—катод — находится в тонкой стеклянной трубке 2, заканчивающейся капилляром. Вследствие весьма ограниченной поверхности катода (капля ртути) потенциал его может быть изменен в широких пределах в зависимости от величины приложенного заряда. [c.209]

Пнз твердых металлов определяли также по твердости их поверхности, связанной, как предполагали, с поверхностным натяжением [59]. Твердость находили по скорости затухания колебаний маятника, трущегося о поверхность металла, покрытого раствором. График зависимости твердости от потенциала аналогичен электрокапиллярной кривой. Некоторые факты позволяют предполагать, что изучаемое свойство есть не твердость металла, а скорее трение на границе между металлом и маятником [60]. Как бы то ни было, данный метод потенциально имеет большое значение как средство измерения пнз на твердых металлах. [c.116]

Из уравнения (1.59) следует, что при потенциале нулевого заряда, когда 02,3 имеет наибольшее значение, os 0 максимален и, следовательно, краевой угол имеет наименьшее значение. Ири отклопеппн потенциала от т. н. 3. поверхностное натяженне на границе металл — раствор электролита уменьшается и соответственно увеличивается 0. Таким образом, зависимость краевого угла от потенциала преходит через минимум (рис. 8). [c.28]

Сущность работы. Знание зависимости поверхностного натяжения на границе раствор — металл от приложенного напряжения иоз воляет судить о строении двойного электрического слоя. Для исследования применяют метод электрокапиллярных кривых. Ето сущность состоит в постепенной поляризации ртутного катода и измерении поверхностного натяжения на границе раствор — ртуть. При катодной иоляризации ртути ее положительный заряд постепенно уменьшается, а поверхностное натяжение возрастает. При заряде, равном нулю, иоверхностное натяжение достигает максимума. Форма получаемой электрокапилляр-ной кривой и потенциал нулевого заряда, при котором поверхностное натяжение достигает максимальното значения, определяется составом раствора, наличием в нем поверхностно-активных веществ и, следовательно, природой и строением двойного электрического слоя. [c.184]

В заключение отметим, что объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики, дополненное электростатической работой, вызванной поляризацией поверхностного слоя двух контактирующих жидких фаз, позволяет построить молекулярную термодинамику поверхностных явлений получить обобщенное уравнение электрокапиллярности (см. (1.14), следствия из которого дают возможность определить поверхностный скачок потенциала на границе жидкость - газ (1.25, 1.26), жидкостной потенциал (1.37), уравнение эл ектр окапил лярно сти (1.43), выражение для величины дифференциальной емкости двойного электрического слоя границы металл - раствор (1.46), смещение потенциала электрокапиллярного максимума (1.53) и многое другое. Все эти соотношения непротиворечиво описывают зависимость поверхностных натяжения и заряда, емкости двойного слоя, скачка потенциала на межфазной границе от таких индивидуальных параметров жидкости, как поляризуемость, дипольный момент, показатель преломления, количество молекул в единице объема, которые ранее или вовсе не учитывались или им придавали второстепенную роль. Эвристическая ценность данного исследования на этом не исчерпывается, поскольку приведенные соотношения открывают широкую перспективу для дальнейших исследований межфазных процессов. [c.30]

Электрокапиллярные кривые для твердых металлов измеряют, контролируя изменение краевого угла на трехфазной границе газ — раствор — металл в зависимости от потенциала [37, 38]. Однако интерпретация полученных результатов очень осложняется необходимостью учета влияния поверхностного натяжения твердого тела (см. разд. УП-5). [c.182]

Результаты исследований [3] показали, что поверхностное натяжение на границе раствор кислоты — воздух уменьшается с увеличением длины алифатической цепи органических веществ. Наблюдаемый эффект усиливается в присутствии анионов, и тем в большей степени, чем больше молекулу и длиннее алифатическая цепь [3]. Аналогичные результаты были получены Фрумкиным [4] и другими исследователями на границе вода — воздух, причем было показано, что при адсорбции алифатических соединений в указанных условиях атомы полярной группы всегда втянуты внутрь воды, а углеродная цепь ориентирована наружу. Этот механизм ориентировки молекул можно перенести на адсорбцию веществ на границе раствор кислоты — воздух, а также, по-видимому, и на границе раствор кислоты — металл (разумеется, при этом необходимо учитывать зависимость адсорбции веществ от потенциала электрода). Большие длинноцепочечные катионы и анионы органических веществ будут, вероятно, адсорбироваться и ориентироваться на границе раздела по механизму, во многом напоминающему меха1 изм адсорбции неионогенных веществ. [c.130]

Нернст (1902) объяснял перенапряжение тем, что в металле образуется пересыщенный раствор водорода (в виде молекул), что замедляет его выделение в виде пузырьков и ведет к повышенному давлению внутри электрода. Последнее согласно формуле (286) повышает потенциал водородного электрода, т. е. дает перенапряжение. Действительно, формально перенапряженный водородный электрод отвечает нормальному, I в перенапряженному, но с повышенным давлением водорода над ним. Например перенапряжение в 0,47 V отвечает давлению, в раз увеличенному. Эти большие давления пересыщения уже сами по себе мало вероятны. Кроме того между растворимостью водорода в металлах и перенапряжением на них не наблюдается параллелизма. Наконец перенапряжение обнаруживают, как указывалось, не только газовые, но и другие электроды, например Ре I Ре++, где не может быть речи ни о каком пересыщении электрода газами. Все эти факты (равно как и ряд других) заставляют отказаться от теории перенапряжения, предложенной Нернстом. Несомненно, однако, что небольшая доля перенапряжения (несколько процентов) зависит от задержки в образовании пузырьков, что подтверждается наблюдениями Мёллера (1909) и др. над зависимостью между поверхностным натяжением на границах газа, электрода и раствора (краевой угол пузырька) от перенапряжения. [c.423]

В ряде работ, проведенных Е. К. Венстрем в нашей лаборатории [22, 23], было показано, что нри поляризации поверхности хрупких твердых тел, обладающих электронной проводимостью (пирит, графит), а также металлов (таллий, цинк, свинец, теллур) в водных растворах электролитов твердость Н изменяется в зависимости от скачка потенциала ф на границе твердое тело — раствор аналогично поверхностному натяжению а на поверхности ртуть — раствор соответственно клас-Оической электроканиллярно кривой а = а(ф) (электрокапиллярные кривые описываются уравнением Оа/Зф = в, где 1а— поверхностная плотность заряда) с характерным максимумом для незаряженной поверхности и спаданием Н или а при заряжении в обе стороны, независимо от знака заряда [22, 23]. [c.45]

В работах Ребиндера с сотр. [27, 31, 32] было показано, что твердость металлов зависит от потенциала и эта зависимость имеет форму электрокапиллярной кривой, полученной для жидких металлов. Твердость металла отражает степень его диспергируе-мости. При диспергировании происходит образование и расширение микротрещин. Скорость зтих процессов возрастает при понижении поверхностного натяжения металла. Поэтому при смещении потенциала электрода в положительную или отрицательную сторону относительно потенциала нулевого заряда металла и при адсорбции органических веществ на границе электрод — раствор твердость металлов снижается. Часто для определения твердости используется метод маятника [33—35]. Метод заключается в следующем. Маятник двумя остриями из карбида вольфрама опирается на поверхность металла. При колебании маятника эти острия деформируют и разрушают поверхность металла, и амплитуда колебаний маятника уменьшается. По степени затухания колебаний можно рассчитать твердость металла (Я) [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология