Потенциал распределение в двойном электрическом слое

Рис. 171. Строение двойного электрического слоя (/) на границе металл— раствор и распределение потенциала в ионной обкладке при различной концентрации раствора (//) а6 — плотная часть 6в — диффузная часть, ф — разность потенциалов между раствором и металлом 1)), 1)1 — падение потенциала в плотной и диффузной частях двойного слоя х — расстояние от поверхности металла

Рис. XX, 5. Распределение потенциала в двойном электрическом слое.

При наличии сильной специфической адсорбции ионов, происходящей под действием химических сил или сил Ван-дер-Ваальса, например адсорбции аниона на поверхности ртутного электрода, общий заряд ионов в плотном слое может оказаться больше заряда поверхности электрода. Такое явление называется перезарядкой поверхности. В этом случае потенциал на расстоянии ионного радиуса от поверхности электрода (11)1-потенциал) имеет знак, противоположный знаку разности потенциалов между электродом и раствором. Распределение потенциала в двойном электрическом слое схематически представлено на рис. XX, 6. [c.508]

Строение двойного электрического слоя в условиях специфической адсорбции. Адсорбция — концентрирование вещества из объема фаз на поверхности раздела между ними — может быть вызвана как электростатическими силами, так и силами межмолекулярного взаимодействия и химическими. Адсорбцию, вызванную силами неэлектростатического происхождения, принято называть специфической. Вещества, способные адсорбироваться на границе раздела фаз, называются поверхностно-активными (ПАВ). К ним относятся большинство анионов, некоторые катионы и многие молекулярные соединения. Специфическая адсорбция ПАВ, содержащегося в электролите, влияет на структуру двойного слоя и величину ф1 потенциала (рис. 172). Кривая 1 на рис. 172 соответствует распределению потенциала в двойном электрическом слое в отсутствие ПАВ в растворе. Если раствор содержит вещества, дающие при диссоциации поверхностно-активные катионы, то за счет специфической адсорбции поверхностью металла катионы будут входить в плотную часть двойного слоя, увеличивая ее положительный заряд (кривая 2). В условиях, способствующих усилению адсорбции (например, увеличение концентрации адсорбата), в плотной части может оказаться избыточное количество положительных зарядов по сравнению с отрицательным зарядом металла (кривая 3). По кривым распределения по- [c.474]

Электрическое поле, создаваемое зарядом металла в окружающем его растворе, вызывает неравномерное распределение ионов в растворе вблизи металла. Если металл заряжен отрицательно (рис. 146), то катионы, находящиеся в растворе вблизи него, притягиваясь металлом, концентрируются около него, в особенности в слое, непосредственно прилегающем к поверхности металла. Анионы же отталкиваются металлом, и их концентрация в растворе вблизи металла будет понижена, в особенности в слое, непосредственно прилегающем к поверхности металла. В результате раствор вблизи металла приобретает заряд, противоположный по знаку заряду металла. Образуется двойной электрический слой. Этот слой характеризуется различным распределением ионов разного знака в поверхностном слое раствора и неодинаковым распределением зарядов в поверхностном слое металла. Он связан с определенной разностью потенциалов (скачком потенциала) на поверхности раздела металл/раствор . [c.416]

Распределение потенциала в двойном электрическом слое на основе описанной модели, учитывающей дискретный характер специфически [c.130]

Распределение потенциала в двойном электрическом слое на основе описанной модели, учитывающей дискретный характер специфически адсорбированных ионов, представлено на рис. 70. Если разделить уравнение (25.27) на заряд электрода и учесть общее соотношение [c.124]

Присутствие на поверхности адсорбированных атомов водорода или кислорода, связь которых с поверхностью металла оказывается к тому же полярной, усложняет распределение потенциала в двойном электрическом слое, а также зависимость заряда двойного слоя от потенциала (см. рис, [c.167]

Рис. 88. Распределение ионов и падение потенциала в двойном электрическом слое при сверхэквивалентной адсорбции.

Рис. 75. Вероятное распределение падения потенциала в двойном электрическом слое окисленный металл — раствор

Рис. 84. Вероятное распределение падения потенциала в двойном электрическом слое между окисленным металлом и раствором

Рис. 32.16. Распределение потенциала в двойном электрическом слое по модели Штерна.

В [33] отмечается, что по физическому смыслу правильнее было бы сравнивать скорости электродных реакций при потенциалах нулевого заряда, однако и здесь существуют теоретические проблемы в понимании вкладов дипольного и электронного факторов в потенциал нулевого заряда и значительные экспериментальные трудности в определении этого потенциала для многих металлов. Поэтому в настоящее время сравниваются токи обмена при равновесных потенциалах на электродах из разных материалов, хотя при таком сравнении за счет различий в распределении потенциала в двойном электрическом слое значения 0 в пределах порядка величины могут быть разными. [c.61]

Распределение потенциала в двойном электрическом слое, показанное на рис. 14 и 16, имеет место в тех случаях, когда заряд электрода не меньше заряда ионов противоположного знака, прилегающих непосредственно к электроду, т. е. тогда, когда заряд [c.102]

Распределение потенциала в ионной обкладке двойного электрического слоя представлено на рис. 171, //. Величина скачка потенциала на границе раствор — металл складывается из падения потенциала ф в плотной части двойного слоя и падения потенциала [c.473]

Рис. 172. Влияние поверхностно-активных катионов на распределение потенциала в ионной обкладке двойного электрического слоя при отрицательном заряде электрода

Вполне естественно предположить, что подобное строение двойного слоя возможно при отсутствии теплового движения ионов, Б реальных же условиях распределение зарядов на границе раздела фаз в первом приближении определяется соотношением сил электростатического притяжения ионов, зависящего от электрического потенциала фо, и теплового движения ионов, стремящихся равномерно распределиться во всем объеме жидкой или газообразной фазы. К такому выводу независимо друг от друга пришли Гун и Чепмен. Они предположили, что двойной электрической слой имеет размытое (диффузное) строение и все противоионы находятся в диффузной его части — в диффузном слое. Поскольку протяженность диффузного слоя определяется кинетической энергией ионов, то в области температур, близких к абсолютному нулю, все противоионы будут находиться в непосредственной близости к потенциалопределяющим ионам. [c.54]

Для получения наиболее простого уравнения, связывающего скорость относительного движения фаз с параметрами, определяющими свойства дисперсионной среды (вязкость, диэлектрическая проницаемость), двойного электрического слоя ( -потенциал) и внешнего электрического поля (напряженность), необходимо задаться некоторыми ограничениями 1) толщина двойного электрического слоя значительно меньще радиуса пор, капилляров твердой фазы (радиуса кривизны поверхиости твердой фазы) 2) слой жидкости, непосредственно прилегающий к твердой фазе, неподвижен движение жидкости в порах твердой фазы ламинарное и подчиняется законам гидродинамики 3) распределение зарядов в двойном электрическом слое не зависит от приложенной разности потенциалов 4) твердая фаза является диэлектриком, а жидкость проводит электрический ток. [c.220]

Если пластины находятся на расстоянии к — 2х, на котором они не взаимодействуют (рис. VI. 13а), то их двойные электрические слои не перекрываются и потенциалы в них снижаются практически до нуля. При сближении пластин их двойные электрические слои перекрываются и соотношение (11.97) может быть применено только для области, близкой к поверхности пластин (рис. VI.136), Принимают, что в середине расстояния между пластинами в результате взаимодействия их двойных слоев потенциал становится равным 2(рх, т. е. распределение потенциала происходит в соответствии со сплошной кривой на рис. VI. 136. [c.326]

Наряду с указанными объяснениями механизма действия поверхностно-активных веществ высказано [7, 12] также предположение о влиянии адсорбированного вещества на скорость разряда иона. Торможение или ускорение разряда ионов металла поверхностно-активными веществами может быть обусловлено влиянием адсорбированного вещества на распределение потенциала на границе фаз. При этом изменяются как концентрация разряжающихся ионов в плотной части двойного электрического слоя, так и энергия активации самого акта разряда ионов. [c.347]

Такая сравнительно простая картина распределения потенциала в двойном электрическом слое аначительно усложняется, если на адсорбированные частицы, помимо электростатических сил и теплового движения, действуют силы химического взаимодействия с поверхностью электрода. В этом случае суммарный. заряд так называемых специфически адсорбированных частиц может превысить заряд электрода (рис. 16, б), и знак 1)1-потенциала станет противоположен знаку электродного потенциала фа. Тогда распределение потенциала в двойном электрическом слое выразится кривой 2 (рис. 16, в). Характерным иримером рассматриваемого случая может служить двойной электрический слой, образующийся на ртутном электроде в растворах йодистого тетрабутиламмояия ( 4H9)4NJ. Здесь при положительном заряде поверхности имеет место специфическая адсорбция ионов йода, а нри отрицательном — специфическая адсорбция катионов тетра-бутиламмония ( 4H9)4N+. В результате этого происходит резкое изменение потенциала в пределах двойного слоя. [c.81]

Распределение потенциала в двойном электрическом слое, показанное на рис. 18 и 20, имеет место в тех случаях, когд-а заряд электрода не меньше заряда ионов противоположного знака, прилегающих непосредственно к электроду, т. е. когда заряд плотной части двойного слоя не превышает заряда электрода и обусловлен электростатическим притяжением ионов к электроду. Однако ряд ионов способен притягиваться к поверхности электрода не за счет электростатических сил. Такие силы аналогичны силам притяжения атомов в молекулах с ковалентной связью, и при их наличии к поверхности электрода притягивается такое количество ионов, суммарный заряд которых неэквивалентен заряду металлической обкладки двойного слоя. Это явление носит название специфической адсорбции. [c.98]

Если скачок потенциала в двойном электрическом слое не зависит от плотности тока, получается первичгюе распределение тока. Если учесть перенапряжение, то приходим ко вторичному распределению тока. Для таких расчетов разработаны колшью-териые программы. [c.23]

Торможение реакции, вызванное образованием окисных слоев на платине, нриводяш,ее к спаду тока при росте анодной поляризации, наблюдается не только при окислении На, но и при большом числе других анодных процессов выделение С1з [66], окисление спиртов [67], ЗОа, NHз, тиосульфатов [68], нитритов [69], анилина [70] и др. Торможение это, по-видимому, не может быть объяснено изменением распределения потенциала в двойном электрическом слое. Скорее оно связано с насыщением поверхностных валентностей платины, приводящим к снижению энергии адсорбции промежуточных продуктов реакции, например атомов С1, возникающих из ионов С1 , или атомов Н, образующихся из молекулНз. [c.16]

Область между диффузной частью двойного слоя и поверхностью твердого тела называют плотной частью двойного электрического слоя (слой Гельмгольца). На рис.86 схематически показано распределение потенциала в двойном электрическом слое (при отсутствии специфической, т.е, неэлектростатической, адсорбции). Толщина плотной части (1 двойного элект1эического слоя приблизительно равна радиусу ионов, составляющих слой. Толщина диффузной части X двойного слоя в очень разбавленных растворах составляет несколько сотен нанометров. [c.181]

Само существование электрокинетических явлений указывает на то, что в месте контакта твердого тела и жидкости имеется двойной электрический слой, причем и твердое тело, и жидкость обладают определенными зарядами. Движение взвешенных твердых частиц внутри жидкости, наблюдаемое при наложении электрического поля (явление электрофореза), может совершаться лишь в том случае, если твердые частицы, распределенные в жидкости, обладают зарядом. Точно так же электроосмотическое перемещение жидкости было бы невозможным при отсутствии у нее заряда, на который влияет электрическое поле. 1 азность потенциалов между точками на различных высотах трубы, в которой происходит процесс осаждения взвешенных в жидкости твердых частиц, не могла бы возникать, если бы падающие твердые частицы не несли с собой электрического заряда. Наконец, нельзя объяснить появление потенциала течения, не предположив, что жидкость обладает некоторым зарядом. [c.231]

Наиболее точное описание распределения объемной плотности заряда в двойном электрическом слое дает теория Штерна. Для упрощения вывода зависимости энергии отталкивания от расстояния предполагают, что при взаимодействии пластин происходит деформация только диффузной части двойного электрического слоя, и поэтому можно воспользоваться теорией Гуи — Чеимена. Ограничимся случаем, когда потенциал ф имеет малое значение, и его изменение следует приведенному ранее уравнению (11.97) [c.326]

Рис. VI. 13. Схема распределения электрического потенциала между двумя одноименно заряженными частицами (пластинами) при неперекрытых (а) и пере крытых (б) двойных электрических слоях.

Электрофорез [1—3]. Движение заряженных частиц под влиянием внешнего электрического поля и находящихся во взвешенном состоянии в неподвижной жидкости называется электрофорезом. Это явление можно представить себе следующим образом. Частицы жидкости окружены двойным электрическим слоем. При приложении электрического поля распределение зарядов частиц в дуффузном слое нарушается вследствие смещения их по отношению к частице и непрерывного обмена ионными атмосферами вокруг частиц. В то же время сами частицы под действием электрического поля движутся по направлению противоположно заряженного полюса. Измерив скорость движения частиц и зная градиент потенциала приложенногс электрического поля, можно рассчитать электрофоретическую подвижность частиц С/эф (так назьшают путь, проходимый частицей за одну секунду в поле с градиентом потенциала 1 в/см). Тогда [c.168]

В растворах потенциалопределяющих ионов наблюдается сложная зависимость дзета-потенциала от концентрации. Избыток ионов в среде может привести к перемене зарядов и потенциалов двойного электрического слоя (ДЭС). Изменение потенциалов может произойти за счет специфической адсорбции. согласно правилу Фаянса. По этой причине с увеличением концентрации ионов значение С ПО-тенциала уменьшается, переходит изо- 3, распределение ио-электрическую точку, затем изменяет ццд падение потенциала знак заряда и снова увеличивается до в двойном электрпческом определенного предела. Для амфотерных при сверхэквивалент-веществ (А Оз, белки и др.) получены адсорбции [c.81]

Равновесное распределение, ионов, которое устанавливается у твердой стенки, аналогично равновесному распределению молекул газа в атмосфере под влиянием силы тяжести с тем лишь различием, что гравитационное поле не зависит от распределения молекул, а электрическое поле в случае двойного электрического слоя само является функцией распределения заряженных ионов. Число противоионов, находящихся у заряженной поверхности твердой фазы, по мере увеличения расстояния от границы раздела по направлению внутрь раствора, уменьшается по закону распределения Больцмана, а число потенциалопределяющих ионов увеличивается согласно тому же закону. Отсюда следует, что если концентрацию положительных и отрицательных ионов в точке, потенциал которг "i равен фж, соответственно обозначить через с+ и (в молях на единицу объема), то для расстояния а =00 [c.178]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология