Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Переход частиц через границу фаз ионный

    Известно, что возникновение вольта-потенциала между двумя металлами в вакууме связано с образованием ионов при электронной эмиссии из металлов. Более того, явление электронной эмиссии обусловливает экспериментальную возможность определения величины вольта-потенциалов. В 1916 г. И. Лангмюр обратил внимание на соответствие между рядом металлов по работам выхода электронов, т. е. рядом Вольта, и электрохимическим рядом напряжения. Действительно, наиболее отрицательные потенциалы наблюдаются у щелочных металлов, имеющих наименьшую работу выхода электронов. Однако это совпадение только качественное, так как при этом не учитывается зависимость потенциалов электродов от концентрации ионов. Следует подчеркнуть, что нельзя измерить разность электрических потенциалов точек, расположенных в различных фазах. Можно измерить только разность потенциалов точек, лежащих в одной фазе, так как переход заряженной частицы через границу фаз сопровождается работой, равной разности химических потенциалов веществ в двух фазах. Разность электрических потенциалов может быть измерена только между точками, лежащими в одной фазе, потому что при этом разность химических потенциалов равна нулю. Так, разность потенциалов цепи всегда измеряют у двух одинаковых металлических проводников. [c.382]


    Как уже отмечалось, подвижность ионов оксония и гидроксила аномально высока по сравнению с примесными ионами. Перенос этих ионов обусловлен транспортом протона по цепочкам молекул воды, связанных водородными связями. Для объяснения этого процесса предложены коллективный механизм Грот-куса и основанный на рассмотрении перехода частицы через барьер механизм Эйринга. В работе [356] рассмотрен механизм переноса протона в водных системах, связанный с коллективным возбуждением солитонного типа. Этот механизм в значительной степени зависит от стабильности проводящей протон цепочки молекул воды. Выполненный анализ [349, 350] показывает, что в приповерхностной области более прочные водородные связи образуются вдоль направлений, параллельных границе. Поэтому можно ожидать, что вклад транспорта протонов в поверхностную проводимость водных систем будет существенным. [c.132]

    Рассмотрим закономерности электрохимических процессов, при протекании которых нарушается электродное равновесие в результате медленного перехода заряженных частиц через границу между электродом и раствором. В то время как стадии подвода и отвода реагирующих веществ не относятся к специфически электрохимическим стадиям, поскольку они характерны для любого гетерогенного процесса, переход заряженных частиц (электронов или ионов) через границу раздела фаз представляет собой чисто электрохимическое явление. [c.229]

    Из ионной природы двойного слоя на поверхности твердого диэлектрика следует необходимость существования в растворе ионных пар, или диполей, способных определенным образом ориентироваться по отношению к границе раздела. Если таких ионных пар, или диполей, на границе раздела фаз не имеется, то двойной электрический слой на поверхности образоваться не. может. При рассмотрении сложного процесса взаимодействия двух фаз на границах твердое тело—жидкость и жидкость—жидкость, связанного с переходом заряженных частиц —ионов через границу раздела и образованием двойного электрического слоя, можно различать отдельные случаи, когда преобладающую роль играют процессы диссоциации поверхностных молекул или адсорбции ионов одного знака заряда. Во всех этих случаях двойные слои имеют обычно диффузный характер и разноименные части двойного слоя располагаются по обе стороны границы раздела. [c.14]


    Стадия массопереноса присуща любым гетерогенным процессам. В то же время стадия перехода заряженных частиц (электронов или ионов) через границу электрод — раствор (стадия разряда — ионизации) является специфически электрохимической стадией. В настоящее время доказано, что стадия разряда — ионизации любого электродного процесса протекает с конечной скоростью. Теория, описывающая кинетические закономерности переноса заряженных частиц через границу раздела фаз, называется теорией замедленного разряда. [c.184]

    Разделение зарядов может происходить различными путями. На границе раздела твердое тело — раствор электролита одни ионы преимущественно адсорбируются на поверхности твердого тела, а другие, противоположно заряженные, остаются в избытке в растворе, примыкающем к поверхности раздела. (Даже на поверхности раздела воздух— раствор электролита происходит разделение электрических зарядов, поскольку большинство анионов стремится подойти к поверхности раздела ближе, чем катионы.) Такой эффект возникает всегда, когда заряженные частицы в состоянии переходить через границу раздела между двумя фазами, как, например, при ионизации поверхностных групп коллоидной частицы, или на границе раздела солевой кристалл—раствор, или на металлическом электроде. [c.41]

    На границе раздела металл — раствор в каждой из фаз имеются избыточные, но уравновешивающие друг друга электрические заряды. Последние, распределяясь вблизи поверхности каждой из фаз, образуют электрический конденсатор, и поэтому переменный электрический ток через рассматриваемую границу может проходить благодаря емкостной проводимости, т. е. зарядке, (или разрядке) этого конденсатора (ДЭС). Но в то же время возможен и переход заряженных частиц через границу раздела фаз (разряд ионов или ионизация атомов на электроде), т. е. фарадеевский ток. [c.462]

    На границе раздела металл — раствор в каждой из фаз имеются избыточные, но уравновешивающие друг друга электрические заряды. Эти заряды, распределяясь вблизи поверхности каждой из фаз, образуют электрический конденсатор, и поэтому переменный электрический ток через эту границу может проходить благодаря емкостной проводимости, т. е. зарядке (или разрядке) этого конденсатора (двойного слоя). Но в то же время возможен и переход заряженных частиц через границу раздела фаз (разряд ионов или ионизация атомов на электроде), т. е. обычная омическая проводимость. Иначе, двойной электрический слой можно представить как электрический конденсатор с утечкой, т. е. конденсатор, который, кроме емкостной проводимости, обладает еще и омической проводимостью через некоторое шунтирующее сопротивление К или Я" (см. рис. 58). [c.169]

    В то время как стадии подвода и отвода реагирующих веществ не относятся к специфически электрохимическим стадиям, поскольку они характерны для любого гетерогенного процесса, переход заряженных частиц (электронов или ионов) через границу раздела фаз представляет собой чисто электрохимическое явление. [c.243]

    Скорости электродных процессов рассматриваются обычно с применением тех же приемов, что и скорость химических реакций. Но при этом, однако, нужно иметь в виду сложность протекания большинства электрохимических превращений по сравнению с химическими, а также то, что решающая роль здесь принадлежит плотности тока . Процесс разряда ионов, как известно, происходит на фазовой границе электрод — электролит. Таким образом, электродные реакции являются гетерогенными процессами, кинетика которых определяется многими специфическими затруднениями. Помимо собственно разряда, т. е. перехода ионов из одной фазы (раствора) в другую (газ, металл), процесс обычно включает в себя миграцию, диффузию и конвекцию частиц, совместный разряд ионов примесей, некоторое растворение (коррозию) уже осажденного ранее металла и другие, сопутствующие процессу разряда явления, которые осложняют суммарный эффект. Реальная электрохимическая система не может быть правильно истолкована без учета всех явлений, предшествующих элементарному акту разряда и сопровождающих его. Электродная реакция может быть представлена рядом последовательных стадий, через которые она проходит. Такими стадиями являются  [c.240]

    Потенциалы распределения, определяемые различиями в скорости перехода через границу раздела электрически заряженных частиц — ионов или электронов. Примерами служат скачки потенциала на границе металл — вакуум, мембранные потенциалы и потенциалы на границе металл — раствор одноименных ионов, представляющие основной интерес в электрохимии. [c.46]

    Переход заряженных частиц (ионов, электронов) через границу фаз электрод — электролит (через двойной электрический слой) представляет собой чисто электрохимическое явление и может быть выражен через [c.18]


    Применяя закон действия масс (4) к гетерогенной химической реакции перехода частиц (ионов металла) через границу фаз деформируемое твердое тело — окружающая среда и учитывая выражения для активностей иона в металле (26) и электролите (27), с использованием балансового уравнения для зарядов и условия равновесия получим после несложных преобразований для потока реакции растворения [c.29]

    Всякая электрохимическая реакция связана с прохождением тока через границу раздела электрод - раствор. В растворе ток переносится заряженными частицами раствора - ионами, а в электродах и токоподводах к ним - электронами. Поэтому на границе раздела электрод - раствор происходит переход электронов от электрода к ионам раствора (на катоде) или наоборот - от ионов к электроду (на аноде). [c.28]

    Если бы электроны могли беспрепятственно переходить через фазовую границу электрода на частицы окислителя и обратно, тогда бы потенциал не отклонялся от равновесного. Значит, одной из причин накопления зарядов на электродах может быть торможение электрохимической стадии перехода заряженных частиц из одной фазы в другую через ионный двойной слой, который является энергетическим барьером для такого перехода. По мере увеличения отрицательного заряда электрода облегчается переход катионов через двойной слой из раствора и затрудняется переход катионов из электрода в раствор. Переход электронов с поверхности электрода на частицы окислителя при этом облегчается. С увеличением положительного заряда электрода облегчается выход в раствор катионов или переход из раствора на электрод анионов, но переход электронов из металла в сторону раствора затрудняется. Электрохимическая поляризация электрода, вызванная затруднением протекания электрохимической реакции перехода, называется перенапряжением перехода (т] ). [c.204]

    Всякая электрохимическая реакция связана с прохождением тока через границу раздела электрод — раствор. В растворе, являющемся проводником 2-го рода (см. гл. 1), ток переносится заряженными частицами раствора — ионами, а в электродах и токоподводах к ним, являющихся проводником 1-го рода, ток переносится электронами, поэтому на границе раздела электрод — раствор происходит переход электронов от электрода к ионам раствора (на катоде) или наоборот — от ионов к электроду (на аноде). [c.37]

    Рассмотрим цепь (рис. 2.9), составленную из металла А, образующего электрод, обратимый к находящимся в растворе ионам А +, металла В, обладающего свойствами идеально поляризуемого электрода, и раствора электролита АХг (фаза С), в который погружены оба металла анион Х будем считать однозарядным. В цепь может вводиться разность потенциалов Е от внешнего источника напряжения. В соответствии с современными представлениями [69] будем считать, что присутствующие в системе заряженные частицы не переходят с заметной скоростью через границу раздела между идеально поляризуемым электродом и раствором. Тогда заряды и внешние потенциалы составляющих систему фаз будут определяться а) электрохимическим равновесием, устанавливающимся на обратимом электроде А и зависящим от активности ионов А + в растворе б) адсорбцией на идеально поляризующемся электроде В в) значением разности потенциалов Е. [c.45]

    На границе раздела фаз обычно возникает разность электрических потенциалов, природа которой может быть различной. Например, скачок потенциала на границе металл — вакуум является следствием смещения электронного облака относительно ионной решетки, в результате которого поверхность приобретает некоторый эффективный дипольный момент. В случае контакта металл — электролит возникает ряд дополнительных факторов, которые оказывают влияние на величину межфазного скачка потенциала. Прежде всего это адсорбция молекул воды (или другого растворителя), которая дает вклад в дипольный скачок потенциала. Кроме того, возможна специфическая адсорбция ионов или переход заряженных частиц — электронов или ионов — через границу раздела, что приводит к заряжению поверхности. [c.8]

    Однако при соприкосновении металла с раствором ие всегда возможно протекание электрохимических реакций (т. е. переход частиц через границу раздела фаз). Такое состояние возможно, например, на свежей поверхности ртути в растворе фторида калия, з которого удален, кислород и другие окислители. В определенной области потенциалов электрохимические реакции на таком электроде не протекают. Подобные электроды называются идеально поляризуемыми, а область потеицналов, з которой на идеально поляризуемом электроде исключено протекание электрохимических реакций — областью идеальной поляризуемости. Область идеальной поляризуемости иа ртути ограничивается при анодных иотеици.алах реакцией ионизации ртути (2Нд — 2е = Hg ), а при катодных потенциалах — реакцией восстановления ионов калия с образованием амальгамы [К+-г е = К(Н ) ] и составляет примерно 2 В. Для многих электродов, погруженных в раствор, не содержащий собственных нонов, и химически не взаимодействующих с раствором, может быть найдена область, в которой не протекают электрохимические реакции. Например, для медного электрода, погруженного в подкисленный раствор сульфата натрия, при потеит але около 0,1 В происходит растворение меди, а при потенциале примерно —0,5 — выделение водорода таким образом, область идеальной поляризуемости составляет 0,6 В. [c.213]

    Предполагаемый энергетический профиль для калиевого канала показан на рис. XXI.8. Такой профиль соответствует условиям, когда наиболее медленной стадией транспорта является переход частиц через границу мембраны. Форма энергетического профиля предполагает также, что десорбция ионов замедлена относительно адсорбции из раствора. Подробный анализ модели с учетом указанных предположений показывает, что канал все время находится в заполненном двухчастичном состоянии. Поэтому выход частицы из канала в раствор сопровождается последовательным сдвигом ионов по всему каналу. А так как число ям в канале равно двум, то порядок реакции увеличивается вдвое. В этих условиях формула Уссинга [см. (XIX.2.12)] не соблюдается  [c.125]

    Э. п. гетерогенны и поэтому, как правило, состоят из неск. последоват. стадий. Осн. из них — подвод реагирующих частиц к пов-сти электрода, вхождение их в двойной электрич. слой, непосредств. переход заряж. частиц через границу раздела фаз (стадия разряда — ионизации) и отвод продуктов р-ции от пов-сти электрода. Кроме того, в ходе Э. п. возможны гомог. или гетерог. хим. р-ции, как предшествующие стадии разряда — ионизации, так и следующие за ней, а также разл. стадии, связанные с образованием новой фазы (см. Электрокристаллизация). Подвод реагирующих в-в к пов-сти электрода и отвод их в объем р-ра (стадии массопереноса) м. б. обусловлены диффузией, миграцией ионов в электрич. поле и конвекцией. Наиб, значение имеют стадия разряда — ионизации и диффуз. механизм массопереноса. Скорость Э. п. определяется наиб, медленной из последоват. стадий (т. н. лимитирующей). Исследование механизма и кинетич. закономерностей Э. п.— объект изучения электрохимической кинетики. [c.697]

    Образующиеся в ходе такого взаимодействия гидроксиды и оксиды будут, естественно, изменять свойства металла, в том числе его нулевую точку и работу выхода. Весьма вероятно, что отклонения, наблюдающиеся для галлия и некоторых других металлов, обусловлены именно этой причиной. В пользу такого заключения говорит и уменьшение расхождения при смещении потенциала электрода отрицательнее нулевой точки, т. е. когда становится более вероятным восстановление поверхностных оксидов и переход к чистому металлу. Следует, однако, иметь в ниду, что теория электрокапи.мярных явлений, элементы которой были рассмотрены, относится лишь к случ<1Ю идеально поляризуемых электродов. При переходе к обратимым электродам появляются осложнения, связанные с определением заряда их поверхностей. Во-первых, на обратимых электродах возможно протекание электрохимических реакций и связанный с ними перенос зарядов через границу раздела электрод — раствор. Во-вторых, в этом случае иельз) игнорировать (чего, впрочем, нельзя делать и для любых не идоал1>но поляризуемых электродов) передачу электронов от ионов или от других адсорбированных частиц на электрод и в обратном направлении. Многие [c.259]

    Если скорость электродного процесса ограничена скоростью реакции, которая включает переход частиц из формы, в которой они находятся на одной стороне двойного электрического слоя, в форму, которую они приобретают на другой стороне слоя, что требует определенной энергии активации, то говорят об активационном перенапряжении. Оно представляет собой сумму перенапряжения переноса заряда, реакционного перенапряжения и перенапряжения кристаллизации. Другими словами, это общее перенапряжение за вычетом диффузионного. Реакционное перенапряжение возникает на стадии химической реакции и не зависит от скорости переноса зарядов через границу раздела электрод/раствор. Такое перенапряжение, например, имеет место при протекании реакции РЬ(ОН)з" РЬ " + ЗОН", которая предшествует восстановлению иона РЬ ". Перенапряжение кристаллизации связано с медленным внедрением ионов в кристаллическую решетку или с медленным выходом из нее. Часто для обозначения активационного перенапряжения используют термин кинетическая поляризация (АЕкии). [c.135]

    Установлено, что в протонных диполярных растворителях (БЛ, ДМФ, ДМА, ПК, ТГФ и др.) механизм восстановления оксидов, по-видимому, аналогичен их механизму восстановления в водных щелочных растворах и носит электронно-протонный характер. Согласно этому механизму подвижной частицей, ответственной за массоперенос в твердой фазе, является протон. Процесс восстановления оксида протекает через две основные стадии. Первая — электрохимическая реакция перехода протона через межфазную границу раствор — оксид, в результате которой поверхностный слой оксида превращается в соединение нестехиометрического состава. Вторая стадия, обеспечивающая восстановление более глубоких слоев,— диффузия протона в глубь оксида с одновременным переходом электрона от одного иона металла к другому. В стационарном состоянии вторая стадия является замедленной и ее скорость определяется скоростью диффузии протонов в решетке оксида. В апротонных растворителях в роли подкислителя выступает протон примесной воды или ион лития, который внедряется в кристаллическую решетку оксида. Конечным продуктом восстановления является оксидное соединение восстанавливаемого металла низшей валентности. Так, в хлоридных растворах ДМА процесс восстановления протекает с участием двух электронов, конечным продуктом восстановления является смешанный оксид состава хЖоО - уЖоОг - гЫО. [c.100]

    Не всегда справедливо обычное предположение о том, что через границу раздела фаз переходят только нейтральные частицы. Имеются доказательства, что нейтральные ионные пары, например H+Fe U , могут существовать и в органических растворителях [77]. [c.158]

    Общая картина установления гальвани-потенциала во всех с,. учаях близка, но на контактной поверхности металл/электролит наблюдаются особенности. Переход заряженной частицы -э.лектрона или иона — через контактную границу связан с протеканием электродной реакции, в которой могут участвовать и другие частицы. Состояникз равновесия отвечает равновесие для всей реакции, а не только для частиц одного вида, переходящих через границу. Поэтому в уравнении 2,11) должны фигурировать химические пг)тенциалы всех комггонентов реак пни (подробнее с,м. гл.. 3). [c.37]

    I Наконец, отметим, что в проведенном рассмотрении существенно использовались волновые свойства электрона. Для описания перехода через межфазную границу ионов или атомов, являющихся при рассматриваемых энергиях классическими частицами в силу их большой массы, введение величины Ь, очевидно, невозможно, и необходимо пользоваться трехмерным микропотенциалом. [c.39]

    Для установления связи между адсорбированными количествами заряженных компонентов и электрическими зарядами по обе стороны границы раздела поместим гиббсову поверхность так, чтобы она как можно точнее совпала с физической поверхностью раздела между ртутью и водой напомним, что все величины Г зависят от выбора положения гиббсовой поверхности. Надлежащая работа капиллярного электрометра требует, чтобы его поляризуемость была как можно ближе к идеальной через. малую поверхность раздела вода — ртуть ток не должен проходить. Для этого необходимо, чтобы по обе стороны этой поверхности заряженные компоненты присутствовали в значительной концентрации. Например, в случае ртути, соприкасающейся с водным раствором хлористого калия, в металлической фазе присутствуют ионы ртути и электроны, а в водной фазе — ионы калия и хлора, но переход этих частиц через физическую границу раздела ничтожен. Если при эхом гиббсова поверхность совпадает с поверхностью ртути, то избытки Гн и Г,- (электронов) целиком сосредоточены по одну сторону, а избытки Гк и Га — целиком по другую сторону этой поверхности. Такое полное разделение заряженных компонентов между фазами, лежащее в основе полной поляризуемости капиллярного электрометра, позволяет отождествлять поверхностные заряды со стороны ртути и со стороны раствора, 9 и <7 , с поверхностными избытками заряженных компонентов, Г . [c.444]


Смотреть страницы где упоминается термин Переход частиц через границу фаз ионный: [c.145]    [c.145]    [c.12]    [c.78]    [c.281]    [c.276]    [c.295]    [c.512]    [c.512]    [c.40]    [c.20]   
Кинетика образования новой фазы (1986) -- [ c.75 , c.76 ]




ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте