Заряд электрода ионов

Вследствие теплового движения молекул растворителя и ионов, а также взаимного отталкивания ионов с одинаковым зарядом часть ионов покидает, по Штерну (1924 г.), свое фиксированное положение у поверхности электрода и распределяется в растворе относительно поверхности металла, по Гуи (1910 г.), диффузно — с убывающей при удалении от нее объемной плотностью заряда (рис. 111, а). [c.158]

Строение двойного электрического слоя (д. э. с.) имеет большое значение в кинетике электродных процессов. Равновесные потенциалы не зависят от строения д. э. с. Это объясняется тем, что равновесные электродные потенциалы определяются химическими потенциалами атомов металла в глубине электрода и ионов металла в глубине раствора электролита. Скорость электрохимической реакции, ее механизм и влияние на нее различных факторов зависят от строения двойного электрического слоя. Двойной электрический слой может образоваться при обмене ионами между электродом и раствором электролита. Если химический потенциал ионов в растворе электролита больше, чем атомов в металле, то выделившиеся на поверхности электрода ионы притягивают к себе анионы из раствора. Одной обкладкой д. э.с. служат положительные заряды со стороны металла, другой обкладкой — отрицательные заряды анионов со стороны раствора. Наоборот, если химический потенциал атомов в металле больше химического потенциала его ионов в растворе, то. перешедшие из металла в раствор ионы притянутся к его поверхности избыточными электронами. При этом также об- разуется двойной электрический слой, но с противоположным расположением заряда. Обкладка д. э. с. со стороны металла заряжена отрицательно (избыточные электроны), а со стороны раствора электролита — положительно (катионы). [c.299]

Чтобы получить электрокапиллярные кривые, можно применять ртутный электрод, так как ртуть при соприкосновении с раствором заряжается положительно. На границе ртуть — раствор возникает двойной электрический слой поверхностное натяжение уменьшается за счет электростатического отталкивания зарядов. Если положительный заряд ртути постепенно уменьшать, то поверхностное натяжение возрастает и при заряде, равном нулю, достигает максимума. Если далее придавать поверхности ртути отрицательный заряд и постепенно увеличивать его абсолютную величину, то поверхностное натяжение начнет снижаться. Эту зависимость выражают в виде электрокапиллярных кривых (рис. 51). Форма электрокапиллярных кривых и потенциал нулевого заряда яо определяются составом раствора, особенно наличием в нем ионов, способных адсорбироваться на поверхности электрода и образовывать двойной электрический слой или же вызывать изменение его структуры. Так, адсорбционный двойной электрический слой обусловливает определенные скачки потенциалов яо при отсутствии заряда электрода. При адсорбции катионов потенциал нулевого заряда Яо более положителен, чем потенциал нулевого заряда Яо,раствора в отсутствие катионов. Наоборот, адсорбция анионов смещает потенциал нулевого заряда яо" в область более отрицательных значений. [c.171]

Таким образом, величина и знак скачка потенциала на границе металл — раствор соли зависят от природы металла, активности ионов в растворе и температуры. Поэтому металл может заряжаться относительно раствора как положительно, так и отрицательно. При концентрациях растворов, используемых в элементе Даниэля (1 М), цинковая пластинка заряжается отрицательно, а медная — положительно (в последнем случае часть ионов из раствора переходит на металл и около поверхности пластины имеется некоторое избыточное количество анионов). Но если очень сильно уменьшить концентрацию ионов меди в растворе, например, связав в комплексы путем добавления K N, то знаки заряда электродов изменятся на противоположные. В этом случае при работе элемента окисляться будет медь, а восстанавливаться — ионы Zn +. [c.217]

А. Н. Фрумкиным было показано, что образование двойного электрического слоя на границе металл/раствор обусловлено величиной и знаком разности потенциалов между металлом и раствором и, когда заряд электрода по отношению к раствору становится равным нулю, двойной ионный слой исчезает. Электродный потенциал такого электрода (с нулевым [c.427]

Название электродов типа Ре +, Pe +lPt и элементов с такими электродами окислительно-восстановительными понятно из всего выше сказанного. Однако следует подчеркнуть, что всякая электрохимическая реакция включает выделение или потребление электронов и является окислительно-восстановительной на электродах ионы всегда изменяют заряд. Так, в элементе Даниэля — Якоби [c.554]

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

Если повысить разность потенциалов между электродами до нескольких тысяч вольт, то скорость движения, а следовательно, и кинетическая энергия ионов и электронов настолько возрастает, что при соударениях они расщепляют встречные молекулы на ионы. В условиях ударной ионизации число ионов очень резко возрастает и газ полностью ионизируется. При этом наблюдается потрескивание и слабое свечение газа ( корона ) вокруг проводника, который носит название коронирующего электрода. Ионы и электроны, имеющие тот же знак, что и заряд коронирующего электрода, движутся к противоположно заряженному, так называемому осадительному электроду. [c.339]

Электродвижущие силы. Электродные процессы как в гальванических элементах, так и при электролизе всегда связаны с изменением заряда атомов (ионов) или атомных групп, т. е. представляют собой окислительно-восстановительные реакции. Для получения электрического тока необходимо провести окислительно-восстановительную реакцию в такой форме, чтобы процессы окисления и восстановления происходили раздельно (на разных электродах) и в результате этого электроды переводились бы в такие состояния, при которых электрические потенциалы их были различны. [c.415]

Р. А. Колли, рассматривавший электрод, погруженный в электролит, как конденсатор, впервые высказал мысль о затрудненности отделения ионов от молекул электролита у электрода как о причине медленного заряда электрода, производящего поляризацию последнего (1878 г.). [c.253]

Стеклянный электрод отличается от уже рассмотренных электродов тем, что в соответствующей ему электродной реакции не участвуют электроны. Наружная поверхность стеклянной мембраны служит источником водородных ионов и обменивается ими с раствором подобно водородному электроду. Иными словами, электродная реакция сводится здесь к обмену ионами водорода между двумя фазами — раствором и стеклом Н+=Н+ст. Поскольку заряд водородного иона соответствует элементарному положительному коли- [c.242]

Однако, чтобы величина / действительно выражала заряд металлической обкладки двойного слоя, надо предположить, что заряд ионов не меняется в процессе их адсорбции. Если это условие не выполняется, то, например, при потенциале максимума электрокапиллярной кривой на поверхности будет некоторый заряд, зависящий от степени переноса заряда адсорбированного иона. Так, если при адсорбции анионов на ртути происходит образование ковалентной связи, то это означает, что заряд иона частично переносится на поверхность металла. Однако на ртутном электроде перенос заряда не учитывается, а определение заряда по уравнению (15.1) следует признать в первом приближении удовлетворительным.. [c.70]

Метод электроосаждения заключается в следующем. Маленькие капельки и частицы сначала получают заряд от ионов газа,, которые образуются в электрическом поле высокого напряжения, а затем движутся к заземленному осадительному электроду. Попав на заземленный уловитель, частицы прилипают и разряжаются, Когда осадительный электрод обрастает слоем частиц, они стряхиваются постукиванием и собираются в бункере. Так как система не является полностью статической ввиду того, что заряды, переносимые частицами и ионами газа, создают небольшой ток, многие исследователи предпочитают называть такой тип установки электроуловителем, В данной книге будет употребляться обычный термин электрофильтр . [c.434]

При титровании азотнокислого серебра в сосуде I раствором хлористого натрия концентрация ионов серебра уменьшается. В соответствии с этим уменьшается положительный заряд электрода. Концентрация ионов при титровании уменьшается вначале слабо, а вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение концентрации. Это приводит к резкому изменению напряжения в описанном гальваническом элементе. Таким образом, скачок напряжения (скачок потенциала) является признаком точки эквивалентности. [c.436]

На рис. 9 показаны зависимости заряда адсорбированных ионов N3 и 50- , а также заряда электрода от потенциала, полученные методом радиоактивных индикаторов на платинированном платиновом электроде. Потенциал, при котором заряд адсорбированных катионов по абсолютной величине равен заряду адсорбированных анионов, согласно уравнению (7.2), является потенциалом нулевого заряда. [c.35]

К положительному электроду — аноду — подходят отрицательно заряженные ионы — анионы, отдающие свои заряды электроду. Примером анодной реакции может служить следующая [c.361]

Грэм предположил, что диэлектрическая проницаемость в плотной части двойного слоя не изменяется при вхождении в нее специфически адсорбирующихся анионов и что происходит аддитивное сложение (принцип суперпозиции) полей, создаваемых зарядом электрода и зарядами специфически адсорбирующихся ионов. Первое предположение выполняется тем лучше, чем меньше qi. Тогда для общего падения потенциала в плотном слое получаем [c.124]

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]

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]

Для обратимых электродов определение заряда на основе уравнения (15.1) становится затруднительным из-за возможности перехода ионов через границу раздела фаз. Для металлов платиновой группы, а также металлов группы железа и ряда других возникает еще дополнительное осложнение, связанное с тем, что частичный перенос заряда адсорбированных ионов уже нельзя не учитывать. В пользу переноса заряда свидетельствуют данные по кинетике адсорбции и обмена ионов. Скорости адсорбции и обмена оказываются сравнительно небольшими, а адсорбционное равновесие устанавливается от нескольких минут до многих часов. Для сравнения отметим, что время образования двойного слоя на ртутном электроде в растворах неорганических солей обычно не превышает миллионных долей секунды. На перенос заряда указывают большие величины адсорбций ионов на платиновых металлах. [c.71]

Величину —/ Гн можно рассматривать как полный заряд платинового электрода. Действительно, введем при увеличении поверхности электрода на единицу заряд —Q = fГн и компенсируем изменение общего содержания водорода в системе за счет добавления (Гн+Гн+) ионов водорода. В результате взаимодействия с введенным зарядом Гн ионов превратятся в Гн атомов и состав системы окажется таким образом восстановленным при условии, что постоянство величин (Хд- и обеспечивается добавлением в раствор ионов Л- и С+ в количестве Г и Г+. Поэтому вытекающее из уравнения (14.4) соотношение [c.72]

Для обратимых электродов определение заряда на основе уравнения (15.1) становится затруднительным из-за возможности перехода ионов через границу раздела фаз. Для металлов платиновой группы, а также металлов группы железа и ряда других возникает еще дополнительное осложнение, связанное с тем, что частичный перенос заряда адсорбированных ионов уже нельзя не учитывать. В пользу переноса заряда свидетельствуют данные по кинетике адсорбции и обмена ионов. Скорости адсорбции и обмена оказываются сравнительно небольшими, а адсорбционное равновесие устанавливается от нескольких минут до многих часов. Для сравнения отметим, что время образования двойного слоя на ртутном электроде в растворах неорганических солей обычно не превышает миллионных долей секунды. На перенос заряда указывают большие величины адсорбций ионов на платиновых металлах. Перенос заряда вытекает также из данных по изучению сверхэквивалентной адсорбции ионов на платиновых металлах. Так, на платине в отличие от ртути заряд сверхэквивалентно адсорбированных анионов возрастает в ряду S0 < I < l" < Вг" и при изменении потенциала электрода или остается постоянным, или уменьшается, что можно объяснить возрастанием переноса заряда при росте потенциала. Об этом свидетельствуют данные по адсорбции катионов при положительных зарядах поверхности (рис. 39) при сдвиге потен- [c.77]

Физические свойства электретов существенно зависят как от особенностей диэлектриков (их полярности и электропроводности), так и от режима изготовления (например, напряженности поля, температуры и времени поляризации). В зависимости от напряженности электрического поля можно получать из одного и того же вещества и гомо- и гетероэлектреты (совпадающие и несовпадающие по полярности со знаком заряда электрода) с различной плотностью поверхностных зарядов. Гетерозаряд обусловлен, прежде всего, ориентационной дипольной поляризацией, а также микроскопическими неоднородностями и ионной электропроводимостью диэлектрика. Образование гомозаряда связано с тем, что при высоких напряжениях вследствие искрового пробоя воздушного зазора заряды переходят с электрода на образец полимера. Электретный эффект в твердых диэлектриках имеет объемный характер. В так называемом незакороченном состоянии электрет все время находится в электрическом поле, в результате чего происходит рассасывание объемного заряда. При плотном закорачивании электрета его внутреннее поле равно нулю [58, гл. I]. Время жизни электрета зависит от электропроводности как его самого, так и среды, а также от качества закорачивания. Поскольку возникновение электретного состояния связано с поляризацией и ориентацией, ему должно сопутствовать существенное увеличение оптической анизотропии. При кратковременной поляризации полимеров (в частности, ПММА) их оптическая анизотропия практически не проявляется. После резкого возрастания оптической анизотропии в интервале времен от 3 до 6 ч дальнейшее увеличение времени поляризации практически не повышает анизотропию, что свидетельствует о завершении ориентации. [c.253]

Предпосылки теории Штерна можно сформулировать следующим образом. Ионы, компенсирующие заряд поверхности металла, делятся на две части. Одна часть непосредственно примыкает к электроду и образует так называемый плотный или гельмгольцевский слой. Центры этих ионов удалены от поверхности на расстояние их среднего радиуса с1. Заряд этих ионов, приходящийся на 1 м , равен Другая часть ионов участвует в тепловом движении и образует диффузный слой. Центры этих ионов могут находиться на любом расстоянии от поверхности их заряд в расчете на 1 м равен дз. В силу электронейтральности [c.110]

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]

При переносе заряда ионов структура поверхностного слоя сильно усложняется. Поэтому удобно использовать термодинамическое определение заряда электрода, которое применимо к идеально поляризуемым и обратимым электродам как при отсутствии, так и при переносе заряда. [c.78]

В зависимости от напряженности электрического поля можно получать из одного и того же вещества гомо- и гетероэлектреты (совпадающие и не совпадающие по полярности со знаком заряда электрода) с различной плотностью поверхностных зарядов. Гетерозаряд обусловлен прежде всего ориентационной дипольной поляризацией, а также микроскопическими неоднородностями и ионной электропроводностью диэлектрика. Образование гомозаряда связано с тем, что при любых напряжениях вследствие искрового пробоя воздушного зазора заряды переходят с электрода на образец полимера. [c.193]

Наиболее интересной и перспективной представляется теория До-гонадзе и Чизмаджева, основанная на использовании так называемых бинарных коррелятивных функций, которые характеризуют ближний порядок (микроструктуру) и объемные свойства жидкостей. Эти функции определены для многих расплавов рентгенографическим методом. Поэтому, предполагая бинарную функцию заданной, можно выразить через нее распределение концентраций ионов у межфазной границы при наличии внешнего поля. Для расплава бинарная функция имеет осциллирующий затухающий характер. В соответствии с этим распределение заряда двойного слоя в расплаве вблизи электрода также оказывается осциллирующим и затухающим. В первом слое заряд противоположен по знаку заряду электрода и превосходит его по величине, во втором слое заряд оказывается меньшим по величине, чем в первом слое, и противоположным ему по знаку и т. д. В поверхностном слое возникает своеобразный многослойный конденсатор или так называемая знакопеременная структура расплава . Такая структура поверхностного слоя является следствием очень сильной корреляции между катионом и анионом в расплавах. В результате корреляции избыток анионов в первом слое от поверхности при ее положительном заряде приводит к тому, что второй слой оказывается с избытком катионов, третий —снова заряжен отрицательно и т.д. [c.138]

Зависимость а от потенциала можно объяснить следующим образом. Предположим, что в т. н. з., где на поверхности электрода нет избыточных зарядов, пограничное натяжение имеет некоторое значение а . Если теперь сдвинуть потенциал в положительную сторону, то на поверхности электрода появятся положительные заряды и к ним из раствора притянутся анионы. Как между.зарядами на металле, так и между адсорбированными анионами действуют силы отталкивания. Кроме того, притянутые к электроду ионы создают избыточное осмотическое давление. гЬэтому работа образования единицы новой поверх- [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология