Двойной электрический слой, емкост

На границе металлический электрод — раствор электролита возникает двойной электрический слой. Емкость двойного слоя влияет на сдвиг фаз между током и напряжением, что приводит к ошибкам в измерении истинного сопротивления раствора. [c.97]

Как таковую электропроводность раствора обычно не измеряют, а измеряют обратную ей величину - сопротивление. Полная эквивалентная схема ячейки для измерения электропроводности приведена на рис. 5.2. Наряду с измеряемым сопротивлением в эквивалентную схему входят дополнительные емкостные и активные сопротивления, которые влияют на погрешность измерений. В частности, на границе электрод/раствор электролита возникает двойной электрический слой, емкость которого влияет на сдвиг фаз между током и напряжением, что приводит к ошибкам измерения сопротивления раствора. Ошибки могут быть связаны и с концентрационной поляризацией вследствие изменения концентрации ионов у поверхности электродов при протекании электрохимических реакций. Влияние концентрационной поляризации уменьшается с повышением частоты тока, с уменьшением его плотности и с увеличением концентрации электролита в ячейке. Существуют и другие способы устранения ошибок, вызываемых поляризационными явлениями. [c.153]

В электрохимических системах принципиальное значение имеют два основных процесса с участием электронов (более детально этот вопрос рассмотрен позже). Электрод—это прежде всего акцептор или донор электронов (дырок), которые переходят из раствора или в раствор. В то же время на электроде, находящемся в контакте с электролитом, появляется некоторый заряд, более или менее равномерно распределенный по всей его поверхности. -Заряд электрода притягивает из раствора ионы противоположного знака, и, таким образом, образуется молекулярный конденсатор — двойной электрический слой. Емкость такого молекулярного конденсатора очень велика, так как расстояние между поверхностью электрода и плоскостью, проходящей через центры ионов, максимально приближенных к поверхности, составляет всего - 0,1 нм [ср. уравнение (1.2)]. При изменении разности электрических потенциалов между электродами напряжение на обкладках молекулярного конденсатора также меняется, и, следовательно, к электроду необходимо подвести (или отвести от него) определенный заряд. Резкое увеличение тока, за которым следует медленный спад (см. рис. 34), и соответствует заряжению электрода. Этот ток называется емкостным током, или током заряжения. На более поздней стадии ток обусловлен электродной реакцией, в которой между электродом и раствором происходит перенос электрона [c.95]

На границе металлический электрод — раствор электролита возникает двойной электрический слой. Емкость двойного слоя Сд влияет на сдвиг фаз между током и напряжением, что приводит к ошибкам в измерении истинного сопротивления раствора. Электрохимические процессы на электродах (разрядка ионов) приводят к изменению концентрации ионов у поверхности электродов. Вследствие медленной диффузии ионов к электроду наблюдается концентрационная поляризация, которая создает поляризационную емкость Сп и поляризационное сопротивление / ц. Эти эффекты уменьшаются с повышением частоты тока, с уменьшением плотности тока и увеличением концентрации электролита. [c.116]

Зная поверхностные избытки, можно, используя уравнение (11.26), определить заряд поверхности металла, а затем и емкость двойного электрического слоя. [c.245]

Емкость конденсатора связывает его заряд с разностью потенциалов между обкладками. Мы рассматриваем двойной электрический слой на поверхности электрода как конденсатор и относим емкость двойного слоя и его заряд к 1 поверхности электрода Тогда связь между С — удельной емкостью двойного слоя, в — плотностью его заряда и <р — скачком потенциала получает такой вид [c.538]

Один из методов определения потенциала нулевого заряда основан на измерении емкости двойного электрического слоя. При отсутствии специфи- [c.538]

Схема компенсационной установки для измерения емкости двойного электрического слоя изображена на рис. 117. Метод состоит в сообщении поверхности металла и раствору некоторых малых количеств электричества А(3 и —А(3 и вычислении изменения потенциала электрода АУ и емкости. Чтобы электричество не тратилось на электрохимические реакции, при работе используется переменный ток высокой частоты. [c.166]

Емкость двойного электрического слоя [c.306]

Емкость двойного электрического слоя является его важной характеристикой. Изучение зависимости емкости двойного электрического слоя от потенциала и состава, раствора позволяет получить сведения о его строении. [c.306]

Для изучения строения двойного электрического слоя более удобной величиной является дифференциальная емкость. [c.307]

При потенциалах более положительных, чем потенциал нулевого заряда, емкость двойного электрического слоя больше (около 40 мкф), чем при более отрицательных потенциалах (около 20 мкф/см ) при отсутствии поверх-ностно-активных веществ в растворе. [c.307]

Это объясняется тем, что при ф>ф в двойном электрическом слое со стороны раствора расположены анионы, а при Ф<Ф — катионы. Анионы в двойном электрическом слое сильнее деформируются, чем катионы, так как в них имеются избыточные электроны и oh i слабее удерживаются ядром. Поэтому расстояние между зарядами двойного электрического слоя с обкладкой из анионов меньше, чем когда обкладка состоит нз катионов. С уменьшением расстояния между обкладками конденсатора его емкость увеличивается. [c.307]

Рис. 85. Зависимость поверхностного натяжения (а), заряда двойного электрического слоя (б) и емкости двойного электрического слоя <в) от потенциала

Поверхностно-активные вещества сильно влияют на емкость двойного электрического слоя. В присутствии в растворе поверхностно-активных молекул емкость заметно снижается и составляет 2—4 мкф/см вместо 20—40 мкф/см при их отсутствии (кривая 2 на рис. 85, в). [c.308]

В разбавленных растворах электролитов (0,001 М и меньше) на кривой емкости появляется минимум вблизи потенциала нулевого заряда (см. рис. 85, в, кривая 3). Появление этого минимума объясняется тем, что заряд поверхности близок к нулю, ионы слабо притягиваются к поверхности и поэтому двойной электрический слой становится практически только диффузным. С увеличением расстояния между зарядами емкость двойного слоя уменьшается. [c.308]

Это уравнение показывает возможность определения емкости двойного электрического слоя, если известна зависимость а от ф. [c.47]

Если двойной электрический слой представить как плоский конденсатор, тогда его интегральную емкость необходимо принять постоянной и равной [c.48]

Так как емкость двойного электрического слоя больше при меньшей его толщине 6 (расстояние между обкладками конденсатора) [c.52]

Уравнения (II. 109) и (II. ПО) учитывают специфическую адсорбцию только противоионов. При невысоких концентрациях электролита можно пренебречь единицей в знаменателе уравнения (II. 110). Таким образом, теория Штерна (II. ПО) и теория Гун — Чепмена (11.105) позволяют рассчитать соответственно заряд в плотном и диффузном слоях. Рассчитанные с учетом этих уравнений значения емкости двойного электрического слоя для различных концентраций электролитов удовлетворительно совпадают с результатами, полученными по данным электрокапиллярных измерений. [c.61]

Так как эффективная толщина диффузионного слоя у микровыступов меньше, чем в микроуглублениях, то скорость поступления добавки к микровыступам будет относительно больше. Измерения дифференциальной емкости двойного электрического слоя на вращающемся дисковом электроде показали, что поверхностная концентрация выравнивающего агента на микровыступах действительно больше, чем в микроуглублениях. Следовательно, наибольшее торможение процесса электроосаждения будет проявляться на микровыступах, что и приводит к увеличению плотности тока и ускорению осаждения металла в микроуглублениях. [c.352]

В ходе длительного саморас гворения железа, на основании уравнения (1) были определены емкости двойного электрического слоя. Емкости, рассчитывавшиеся для од1гого и того же железного электрода из осциллограмм включения и выключения, снимавшихся при потенциалах, лежавших вблизи стационарного потенциала <р о, удовлетворительно согласовывались друг с другом средняя погрешность составляла 10%. [c.110]

Модель двойного электрического слоя, отвечающая этим простейшим представлениям, ириводит к двум возможным значениям -потенциала. Если предположить, что все заряды, находящиеся в растворе, способны перемещаться вместе с жидкостью или при движ( нии твердого тела относительно жидкости пе увлекаться вместе с ним, то -потенциал по величине -будет совпадать с -потенциалом, и его изменение с концентрацией электролита должно подчиняться формуле Нернста. Если заряды, находящиеся в растворе, при относительном движении жидкости и твердого тела связаны только с последним и перемещаются вместе с ним, то -потенциал всегда будет равен нулю. Ни одно из этих следствий, вытекающих из теории Гельмгольца, не согласуется ни с экспериментально установленным соотно1дением между (или й м.ь) и -потенциалами, ни с найденной экспериментально зависимостью -потенциала от концентрации (если не считать, что -потенциал лзожет быть равен нулю в очень концентрированных растворах электролнтов и ири определенном составе раствора, отвечающем изоэлектрической точке). Теория Гельмгольца не объясняет также причины изменения заряда повер> ности металла в присутствии поверхностно-активных веществ при заданном значении -потенциала. Вместе с тем теория конденсированного двойного слоя позволяет получить значения емкости двойного слоя, согласующиеся с опытом, а при использовании экспериментальных значений емко- [c.262]

Использование электродных аналогов двойного электрического слоя электрода под током, простейшие из которых представлены на рис. 14.1, позволило разработать методы экспериментального разделения общей поляризационной емкости на ее слагаемые. Методы эти, однако, являются ирибллженными, так как двойнослойная и псевдоемкость взаимосвязаны и изменение одной приводит к изменению другой. Тем не менее они нашли широкое применение и дали возможность получить ценную информацию о поведении границы раздела электрод — электролит в условиях электродной йоляризации. Наиболее часто используются мостовые и другие схемы на переменном токг, которые позволяют находить величину, называемую импедансом 2 и характеризующую полное сопротивление (активное — R и реактивное — С) электрической цепи переменному току. Для цепи, моделирующей электрод, импеданс определяется уравнением [c.289]

Из уравнения (XX, 6) видно, что определяющей суммарную емкость двойного электрического слоя является меньшая из величин Сг и Сд. Емкость плотной части двойного слоя определяется размерами адсорбированных ионов и способностью их деформироваться под действием электрического поля. Поэтому при постоянной температуре Сг является функцией только заряда поверхности и не зависит от концентрации электролита. Обычно величины емкости плотного слоя лежат в пределах 20-4-40 мкф/см . В отли-чие 01 Сг, емкость диффузной части двойного слоя существенно зависит от концентрации электролита (уменьшается с разбавлением, а также с уменьшением заряда электрода). Если концентрация электролита высока, то емкость диффузной части двойного слои значительно превышает емкость слоя Гельмгольца. В этом случае [см. уравнение (XX, 6)] [c.539]

Дифференциальная емкость двойного электрического слоя, как И любого конденсатора, определяется соотнои ением [c.47]

Уравнения (11.76) и (11.77) называют уравнениями электрокапиллярной кривой. Из них следует, что поверхностное натяи<ение при условии постоянства емкости двойного электрического слоя изменяется в соответствии с уравнением параболы (рис. 11.8). Вершина параболы (рис. И. 8) отвечает максимальному поверхностному натяжению Омакс, а сама парабола симметрична, что по физическому смыслу означает предположение равного сродства катионов и анионов, выступающих в роли противоионов, к поверхности, имеющей соответственно отрицательный и положительный потенциал. Уменьшение полол<ительного потенциала, как и отрицательного, ведет к увеличению поверхностного натяжения. Однако в реальных системах емкость двойного электрического слоя несколько изменяется с изменением потенциала и поэтому экспериментальные электрокапиллярные кривые обычно не являются симметричными. [c.49]

Толщина и емкость двойного электрического слоя. Соотношение между поверхностным и объемньш зарядами [c.58]

Полная емкость двойного электрического слоя определяется как емкость двух последовательно соединенных конденсаторов. Для слабозаряжеиных поверхностен она определяется выражением [c.59]

Графическую зависимость поверхностного натяжения от электрического потенциала называют электрокапиллярной кривой. Она имеет вид параболы, максимум которой отвечает потенциалу нулевого заряда. Экспериментальная электрокапиллярная кривая позволяет с помощью дифференцирования получить значения плотиоети заряда (1-23) и емкости двойного электрического слоя (1.24). [c.10]

На рис. 44 представлена зависимость емкости двойного электрического слоя Сд от навязываемого потенциала в неингибированной среде NA E, а также после введения в нее индивидуальных КСФ. [c.270]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология