Возникновение скачка потенциала на границе металл — j раствор электролита

Механизм возникновения скачка потенциала на границе металл-электролит за счет окисления и восстановления самого металла, находящегося в растворе своей соли (см. рис. 106, в и г), может быть представлен следующим образом. Находящиеся на поверх- [c.151]

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]

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]

Если начальная скорость перехода ионов из раствора на металл и начальная скорость перехода ионов из металла в раствор будут равны, двойной слой не образуется. Однако это не означает, что скачок потенциала на границе металл/электролит будет равен нулю. На поверхности металла адсорбируются молекулы воды и их диполи обусловливают возникновение скачка потенциала. Скачок потенциала может возникнуть и за счет адсорбции поверхностью металла ионов, находящихся в растворе. Но даже когда нет адсорбированных на поверхности металла молекул или ионов, т. е. когда заряд поверхности равен нулю, то и тогда наблюдается скачок потенциала на границе металл/электролит, так называемый потенциал нулевого заряда. [c.288]

При погружении стекла в раствор электролита ионы щелочных металлов могут обмениваться с находящимися в растворе ионами водорода, которые с силикатными анионами стекла образуют слабо диссоциированные силикатные кислоты. Этот обмен идет до установления равновесия и приводит к возникновению скачка потенциала, величина которого определяется концентрацией ионов водорода. При этом ионы и электроны не взаимодействуют между собой, т. е. окислительно-восстановительные реакции на границе электрод — электролит не происходят. Поэтому присутствие в растворе окислителей и восстановителей не влияет на величину возникающего потенциала. [c.160]

Поскольку и металл, и электролит являются сложными системами, содержащими электрические заряды, на границе металл — раствор возникает скачок электрического потенциала, который называют электродным потенциалом. Электрохимическая неоднородность границы металл — электролит приводит к тому, что электродный потенциал, возникающий на отдельных ее участках, оказывается различным. Это различие в электродных потенциалах на некоторых участках границы металл — электролит приводит к возникновению электрохимических пар (анодных и катодных участков), между которыми протекает коррозионный ток. [c.115]

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 обусл(Звливают 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 солн металла в обмене участвуют катионы металла (см., однако, ниже). Скачок потенциала на границе стекло — раствор, а также ионообменная смола — раствор по5 вляется в результате обмена, в котором участвуют два вида одноименно заряженных ионов. На границах стекло — раствор и катионнг—раствор такими нонами являются ноны щелочного металла и водорода иа границе анионит— раствор это ион гидроксила н какой-либо другой анион. Прн контакте двух несмешивающихся 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. [c.28]

Е с а на границе раствор — металл А написать не по часовой стрелке, а так же, как и для границы металла В, т. е. от металла к раствору, то Еав = Евс1—Е Ас т.е. разность абсолютных скачков потенциалов двух металлов на границе с раствором равна контактному потенциалу Вольта. Однако рабочие функции для различных металлов при их перенесении из вакуума в раствор будут меняться весьма существенно и неодинаково для двух взятых металлов вследствие различия электрохимических процессов обмена зарядов с раствором для разных металлов и также вследствие неодинаковой адсорбции заряженных ионов или диполей на их поверхностях раздела с раствором. Контактный потенциал Вольта в этом случае остается неуравновешенным на величину разности смещения абсолютных скачков потенциалов металла А и металла В, т. е. разности изменения их рабочих функций при переносе этих металлов из вакуума в электролит. Если новые величины абсолютных скачков потенциалов металлов на границе с электролитом обозначить через величины Ес,а и Евс, (см. рис. 63,б),тобудемиметь лв+д. с. 0. Таким образом, источником возникновения э, д. с. элемента является именно эта добавочная разность потенциалов, получающаяся в цепи вследствие контакта металлов с электролитом. Поэтому установление электродных потенциалов, т. е. дополнительных скачков потенциала на границе с раствором, вследствие обмена (перехода) зарядов между металлом и раствором, представляет интерес как основная причина, вызывающая появление э. д. с. гальванического элемента и в частном случае коррозионного гальванического элемента. [c.126]