Экспериментальные методы исследования двойного электрического слоя

Экспериментальные методы исследования двойного электрического слоя [c.71]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЯ [c.101]

В настоящее время разработано большое число разнообразных методов исследования двойного электрического слоя, которые основаны на изучении различных свойств заряженных межфазных границ (механических, электрических, оптических). Рассмотрим основы только трех экспериментальных методов, при помощи которых были получены самые важные сведения о строении двойного электрического слоя. [c.147]

При экспериментальном изучении строения двойного электрического слоя основной задачей становится разработка электротехнической схемы, применимой в широком диапазоне частот, а также расчет элементов этой схемы. Для идентификации схемы необходимо привлекать сведения из электрохимической кинетики с использованием экспериментальных методов исследования кинетических параметров электродных процессов. [c.319]

Современные экспериментальные методы исследования и особенно изучение электрокапиллярных явлений могут дать представление о строении двойного электрического слоя. Еще в начале прошлого века было замечено, что форма поверхности ртутной капли, находящейся в растворе, зависит от сообщенного ей заряда. Если с поверхности ртути укрепленной иглой периодически снимать заряд, то капля ртути начнет совершать сложные движения. Это явление — ртутное сердце можно объяснить, если предположить, что поверхностное натяжение ртути зависит от возникновения двойного электрического слоя на металле и, следовательно, от скачка потенциала на границе фаз ртуть — раствор. Наблюдать такую зависимость очень удобно с помощью капиллярного электрометра (рис. 34), который состоит из двух ртутных электродов, сообщающихся через разбавленный раствор серной кислоты. Один из электродов — анод (ртуть в каломельном полуэлементе 4 обладает большой поверхностью и при прохождении тока практически не поляризуется), другой же электрод находится в трубке, заканчивающейся капилляром, и имеет весьма ограниченную поверхность (ртуть в капле), которая меняется [c.204]

Большую роль при определении области адсорбции ингибиторов играет потенциал нулевого заряда. Эта характеристика металла, как известно, может явиться важным ориентиром для выбора ингибиторов коррозии, а также при исследовании механизма коррозионных процессов. Один из методов определения потенциала нулевого заряда — измерения зависимости емкости двойного электрического слоя от потенциала в разбавленных растворах поверхностно-неактивных электролитов. Такие данные могут быть получены при измерении импеданса. В соответствии с теорией двойного слоя в разбавленных растворах поверхностно-неактивных электролитов на кривых зависимости емкости от потенциала должен быть минимум, потенциал которого равен потенциалу нулевого заряда металла. Экспериментальные данные, полученные на ртути, хорошо согласуются с этими теоретическими представлениями [13]. [c.29]

Применение ряда теоретических обобщений, касающихся, например, строения двойного электрического слоя, и использование оригинальных прецизионных методов исследования позволили обобщить громадный опытный материал и осветить многие экспериментальные наблюдения, накопленные в области перенапряжения при разряде ионов водорода и ряда металлов. [c.5]

Связь между потенциалом и зарядом поверхности играет фундаментальную роль в различного рода электрохимических системах — гальванических ваннах, аккумуляторах электрической энергии, электролитических конденсаторах, мембранах нервных клеток и т. д. Поэтому ей уделяется большое внимание в экспериментальных исследованиях прикладного и фундаментального характера. Перечень доступных для таких исследований методов ограничен. Один из них — метод электрокапиллярных кривых (подраздел 3.4.8). Согласно уравнению электрокапиллярности, первая производная от поверхностного натяжения по потенциалу равна заряду поверхности (с обратным знаком), а вторая — дифференциальной емкости заряженной поверхности / (К, имеющей слой противоионов и являющейся частью ДЭС. Следовательно, определяемая из электро-капиллярной кривой дифференциальная емкость — это емкость двойного слоя. При малом потенциале поверхности емкость ДЭС не зависит от потенциала и, следовательно, интегральная и дифференциальная емкости совпадают. В общем же случае, представленном формулами (3.5.2) и (3.5.17), не представляет труда вычисление и дифференциальной емкости. [c.599]

Уравнения электрокапиллярной кривой названы так потому, что выражаемые ими зависимости экспериментально проверялись Лнпиманом с иомощь о прибора, называемого капиллярным электрометром (рис. П. 9). При исследовании зависимости поверхностного натяжения от потенциала двойного электрического слоя в качестве одной из фаз наиболее удобно применять металлическую ртуть, поверхиостиое натяжение которой легко измерить, например, капиллярным методом, и в то же время удобно изменять межфазный потенциал с помощью внешнего источника тока. Кроме того, ртуть являете. почти идеально поляризуемым электродом, т. е. таким электролом, на котором не протекают электродные реакции при прохол., еини тока, и поэтому изменение заряда электрода вызывает только изменение его потенциала. Это обусловлено тем, что благородные металлы почти совсем не отдают своих ионов в раствор. Малое содержание их в растворе делает невозможным и обратную реакцию (восстановления). [c.50]

Наиболее быстро прогрессирующим разделом электрохимии в настоящее время является учение о кинетике и механизме электрохимических процессов. Развитие квантовой электрохимии позволило существенно прояснить проблему природы элементарного акта переноса заряда и подойти с единой точки зрения к реакциям переноса заряда в объеме раствора и на границе фаз. Своеобразие электрохимических процессов на границе электрод — раствор определяется их реализацией в области пространственного разделения зарядов, условно называемой двойным электрическим слоем. Теоретические и экспериментальные исследования строения двойного слоя составляют важный раздел современной электрохимии, новый этап в развитии которого ознаменован разработкой молекулярных моделей двойного слоя, применением прямых оптических методов in situ и мощных современных физических методов изучения поверхности ех situ (дифракция медленных электронов, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, Оже-спектроскопия и др.), использованием в качестве электродов граней монокристаллов. [c.285]

Советским электрохимикам удалось создать тонкую экспериментальную методику исследования электродных процессов оо-строение поляризационных кривых в стационарных и нестационарных условиях, метод с использованием переменных токов, ос-циллографический метод, позволяющий установить временную зависимость потенциала электрода при пропускании тока постоянной силы, метод меченых атомов и др. Новые инструментальные методы раскрыли перед исследавателями более широкие горизонты. Так, было показано, что основным фактором, определяющим возникновение скачка потенциала на границе между металлом и раствором, является двойной электрический слой из зарядов металла и ионов раствора. Было найдено, что на условия появления и величину скачка потенциала между металлом и раствором большое влияние оказывает адсорбция и ориентация дипольных молекул. Сопоставление данных, полученных при изучении электрокапиллярных я влений, пролило яркий свет на роль поверхностно активных и коллоидных веществ, адсорбирующихся на поверхности электродов. [c.3]

За время, прошедщее после выхода в свет второго издания этой книги, в исследовании электрических свойств поверхностей достигнуты большие успехи. В частности, сделаны некоторые важные теоретические обобщения. Появилось также много экспериментальных работ по измерению сил, связанных с двойным электрическим слоем (см. гл. VI). В последнее время при исследовании поверхностей твердых тел, находящихся в контакте с растворами электролитов, широко применяются современные спектроскопические методы. Кроме того, все шире используются твердые тела, поверхности которых характеризуются четко выраженной структурой и определенной степенью чистоты (см. гл. V). [c.162]

Проблема строения двойного электрического слоя в неводных растворах кратко обсуждалась в нескольких сравнительно недавних обзорах [11, 14, 19], но подробное обобщение отсутствовало. Почти все значительные работы с безводными растворителями выполнены за последние 15 лет, за исключением хорошо известной работы Фрумкина по исследованию электрокапилляр-ных явлений [17], опубликованной в 1923 г. За указанный период появилось около 30 публикаций. В данной статье будет сделана попытка проанализировать эти работы, причем там, где это уместно, они будут сопоставлены с работами, касающимися смешанных водных-неводных растворов и водных растворов. Более широко эта проблема, включающая проблему нертутных электродов и электролитов в виде расплавов солей, не будет рассматриваться, так как в настоящее время эти работы не дают существенного вклада в развитие представлений о двойном слое. Термодинамическая теория двойного слоя и теория диффузной части двойного слоя повторяться не будут. Обсуждение этого вопроса и деталей экспериментальных методов можно найти в более ранних обзорах [21, 56] и оригинальных статьях. [c.82]

Уравнения электрокапиллярной кривой названо так потому, что выражаемые ими зависимости экспериментально проверялись Липпманом с помощью прибора, называемого капиллярным электро.метром. При исследовании зависимости поверхностного натяжения от потенциала двойного электрического слоя в качестве одной из фаз наиболее удобно при.менять металлическую ртуть, поверхностное натяжение которой легко измерить, например, капиллярным методом, и в то же время удобно изменять э, )ектрическнй потенциал на межфазной границе ртуть — раствор с помощью внешнего источника тока. Кроме того, ртуть является почти идеально поляризуемым электродом, т, е. таким электродом, на котором не протекают электродные реакции при прохождении тока, и поэтому изменение заряда [c.63]

Существующие экспериментальные методы исследования не дают возможности точно определить концентрационные и химические изменения, происходящие в той зоне нриэлектродного пространства, которая включает двойной электрический слой и прилегающую к нему часть диффузионного слоя. Поэтому о характере этих изменений можно судить лишь на основании некоторых косвенных экспериментов и общих закономерностей химических реакций. Естественно, что выдвинутые на такой основе предположения могут быть только весьма приближенными. [c.184]

Вернувшись к анализу осциллограмм, полученных при исследовании термодинамических свойств водных растворов 1 С1 (см. рис. 3), можно констатировать, что хорошая воспроизводимость значений 2, их независимость от концентрации К в амальгамном электроде, соответствие спада потенциала от Ei до 2 процессу образования двойного электрического слоя на погружаемом электроде, а также хорошая согласованность экспериментальных данных, полученных двумя методами, позволяют считать обоснованным выбор значения 2 за искомое, т. е. соответствующее основной токообразующей реакции переноса КС1 из раствора с меньшей концентрацией в большую. Так, например, для 0,1 М раствора КС1 из осциллографичес-ких измерений у =0,770 + 0,05 по литературным данным, 7 =0,769 [7]. [c.92]

Систематические исследования электрической поляризуемости анизодиаметрических коллоидных частиц с помощью электрооптических методов дали обширную информацию. Однако попытки рассчитать теоретически электрическую поляризуемость сильно удлиненных частиц наталкиваются на большие трудности из-за формы двойного электрического слоя вокруг частицы. Это было причиной поисков подходящих методов экспериментального измерения электрической поляризуемости коллоидных частиц. Очень интересна идея использовать дви кепие частиц в неоднородном электрическом поле для вычисления э,иектрнческой поляризуемости. [c.133]

Использование электрохимических методов исследования хемосорбции различных веществ на поверхности металлических электродов связано с некоторыми особенностями, вызванными тем, что Х0х осорбция может быть изучена только для ограниченного количества систем и только в присутствии растворителя, который существенно может влиять на хемосорбцию исследуемого вещества. Кроме того, в электрохимических исследованиях речь идет о хемосорбции на такой поверхности, на которой из-за наличия двойного электрического слоя сосредоточено электростатическое поле значительной напряженности. Полученные экспериментальные ререзультаты не могут быть непосредственно распространены на другие случаи хемосорбции, например из газовой фазы. Тем не менее при использовании электрохимических методов часто получаются данные, представляющие и более общий интерес. [c.106]

В идеальном случае мы должны выбрать экспериментальные условия при исследовании изотерм, для которых электрическая часть р остается постоянной. Остановимся на некоторых вопросах этой проблемы, обсуждавщихся Парсонсом [9] и затем Дамаскиным [75]. Штерн [17] предложил рассматривать изотермы при постоянном потенциале в плоскости максимального приближения. Он не учитывал различия между внутренней и внешней плоскостями, однако его предположение, исходя из модели, предложенной Грэмом, сводится к поддержанию постоянства потенциала ф1 на внутренней плоскости. Штерн считал, что та-< КИМ методом устранялась компонента разности потенциалов фм, связанная с диффузным двойным слоем. Однако на самом деле Ф1 не постоянен, так как этот потенциал включает в себя компоненту, зависящую от заряда специфически адсорбированных во внутренней плоскости ионов (гл. IV). [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология