Заряды электрические двойной слой

Энергия взаимодействия зарядов электрического двойной слоя с учетом выражения (П. 8) может быть представлена ка) [c.28]

На обратимом водородном электроде двойной электрический слой на платине построен таким образом, что поверхность платины заряжена отрицательно, а внешняя обкладка двойного слоя образована ионами гидроксония. При катодной поляризации, т. е. при подводе к поверхности электрода электронов, ионы гидроксония, подходящие к поверхности электрода, разряжаются не сразу, а предварительно включаются в двойной слой. Вследствие этого поверхностная плотность заряд,з двойного слоя и потенциал электрода увеличиваются, что приводит к растяжению связей между протоном и молекулой воды, т. е. к деформации иона гидроксония и его активации. [c.625]

В потоке жидкости заряды статического электричества образуются в основном в результате адсорбции ионов данной полярности на поверхности стенок сосудов или трубопроводов. Рассеянный слой ионов противоположного заряда удерживается на определенном расстоянии от поверхности стенок вследствие равновесия сил, обусловленных электрическим притяжением и тепловой диффузией. Подобная модель обычно называется электрическим двойным слоем и может рассматриваться аналогичной пластинам конденсатора. [c.182]

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]

Однако теплота адсорбции иона цезия Qi не остается постоянной, убывая по мере увеличения адсорбции. Этот эффект обусловлен тем, что дипольный слой отличается по своему строению от электрического двойного слоя с равномерно распределенными зарядами, поскольку в нем отдельные диполи расположены в дискретных точках [46, 247]. Электрический ДВОЙНОЙ слой с равномерно распределенными заряда(Ми не проявляет никаких электрических сил за пределами тех плоскостей, в которых располагаются его заряды, и обладает градиентом потенциала только в пространстве между этими плоскостями [c.132]

Следовательно, уменьшение теплоты хемосорбции обусловлено теми же причинами, которые были рассмотрены в предыдущих разделах. Будар [255] путем математической обработки недавно показал, что, исходя из изложенных представлений, можно объяснить порядок величины экспериментально наблюдаемого уменьшения теплоты хемосорбции. В своих уравнениях Будар использует понятие об электрическом двойном слое с равномерно распределенными зарядами. Однако, поскольку уменьшение теплоты хемосорбции Q по своей численной величине меньше, чем изменение работы выхода Дф, Будар вводит соотношение [c.140]

Распределение зарядов в двойном слое не зависит от напряженности прилагаемого электрического поля, и внешняя разность потенциалов просто накладывается на поле двойного электрического слоя. [c.198]

Распределение зарядов в двойном слое не зависит от приложенного электрического поля. Внешняя разность потенциалов просто накладывается на имеющееся внутри двойного слоя поле. [c.49]

Растворы отделены друг от друга пористой (керамической) перегородкой, препятствующей их смешению, но обеспечивающей прохождение электрического тока. Такой элемент был сконструирован русским электрохимиком Б. С. Якоби. На обоих электродах образуются двойные электрические слои. Величина и знак электрических зарядов в двойных слоях определяются работой удаления электрона из металла и энергией гидратации его ионов. Б раствор будут легче переходить те металлы, у которых меньше работа выхода электронов и больше энергия гидратации ионов, т. е. менее благородные металлы. Так как цинк менее благороден, чем медь, то он зарядится более отрицательно по сравнению с медью. Если электроды соединить проводником, то электроны будут перемещаться от цинка к меди. При этом ионы цинка уходят из двойного слоя в объем раствора, а электроны, перешедшие на медный электрод, разряжают ионы меди. [c.156]

Пространственное разделение зарядов в двойном слое и обусловливает возникновение электрокинетических явлений — взаимный сдвиг граничащих фаз при наложении внешнего электрического поля (электрофорез и электроосмос) или перенос заряда при взаимном перемещении фаз (потенциалы и токи протекания и седиментации). Следующее простейшее рассмотрение, отвечающее схеме Гельмгольца, показывает спязь скорости смещения фаз, например электроосмоса, с напряженностью Е внешнего электрического поля, направленного вдоль поверхности . [c.175]

Величина и знак электрических зарядов в двойных сло- [c.207]

Измерением емкости двойного электрического слоя на различных металлах А. Н. Фрумкин с сотр. [6, 7] установили, что органические вещества наиболее склонны к адсорбции на поверхности в отсутствие сильных электрических полей, т. е. вблизи точки нулевого заряда, когда двойной слой имеет наиболее диффузное строение. [c.243]

Рис, 1.5. Электрический двойной слой на межфазных границах u/ u н o и Zn/Zn Hto) обусловливающий скачок потенциала Аф. При измерении относительно нормального водородного электрода (когда а2 2 + += )риз ность потенциала Лф=0,34 В для медного электрода и Дф = 0,76 В для цинкового электрода. Внутри металла и основного объема раствора распределение заряда эквипотенциальное [c.17]

Подобно ранее представленной модели, модель, учитывающая специфическую адсорбцию, может быть заметно усовершенствована. Например, совершенно строгое решение требует учета изменения диэлектрической постоянном вблизи электрода (изменение, обусловленное ориентацией молекул растворителя в электрическом поле двойного слоя) и дискретности зарядов в двойном слое [58] [c.68]

Электронные аналоги электрохимических ячеек могут оказаться весьма полезными при применении разностного способа измерения - для формирования опорных (компенсирующих) электрических сигналов, воспроизводящих фарадеевский ток, соответствующий определяемому компоненту с заданной концентрацией, или ток помехи, обусловленный зарядом емкости двойного слоя и электрохимической реакцией посторонних веществ. Такое применение эквивалента ячейки целесообразно при выполнении массовых однотипных анализов. [c.301]

Для адсорбции на металлах М. Будар [462] учитывает электростатическое взаимодействие в электрическом двойном слое (в форме плоского конденсатора), образующемся при адсорбции на металлах, с размазыванием заряда в слое. Уменьшение теплот адсорбции q с заполнением поверхности Будар объясняет изменением поверхностного потенциала (т. е. работы выхода ф), считая величины .q и Аф взаимно пропорциональными. Он предполагает, что величины q уменьшаются при увеличении энергии, необходимой для переноса электронов из металла в середину двойного слоя. [c.123]

На границе раздела фаз (в данном изложении преимущественно металл — электролит) в общем случае возникает разность электрических потенциалов, как было описано выше. Для ее появления, согласно Гельмгольцу одна из фаз должна нести положительный, а другая — отрицательный заряд подобно обкладкам заряженного конденсатора. В соответствии с этим на границе раздела фаз должны возникнуть на некотором расстоянии друг от друга положительно и отрицательно заряженные слои, которые и образуют электрический двойной слой . Структура двойного слоя, по Гельмгольцу, в точности отвечает структуре плоского конденсатора, как это показано на рис. 26. [c.96]

Происхождение электрокапиллярного движения связано с зарядом в двойном слое, фигурирующим в числителе уравнения (67-12). Тангенциальное электрическое поле вызывает изменение поверхностного натяжения, движущее каплю [уравнение (67-10)]. Однако, если двойной слой может проводить большой поверхностный ток по сравнению с объемом раствора, тангенциальное электрическое поле может уменьшиться и, следовательно, станет меньше изменение поверхностного натяжения вокруг капли. Это приведет к уменьшению скорости электрофоретического движения, что отражено в последнем члене в знаменателе уравнения (67-12). [c.240]

Распределение заряда, и массы в диффузной части электрических двойных слоев. [c.447]

При анализе электрохимических систем чаще всего используют одну из фундаментальных областей электрохимии — термодинамику — макроскопическую науку, позволяющую избежать описания на микроскопическом, молекулярном уровне поведения и свойств равновесных систем. Непосредственно измеряемые в эксперименте такие макроскопические параметры, как поверхностное натяжение, потенциал, заряд, емкость двойного слоя и другие являются макроскопическим откликом на молекулярные процессы, происходящие на межфазной границе. В равновесии они связаны между собой фундаментальными термодинамическими соотношениями, которые и представ в этой главе. Прежде чем перейти к краткому изложению существующих в настоящее время представлений о строении двойного электрического слоя (ДЭС), проведем термодинамический анализ межфазных явлений и предложим альтернативные пути термодинамического решения некоторых аспектов свойств межфазных границ вообще, а затем конкретизируем их на отдельных частных случаях. [c.245]

В стадии образования двойного электрического слоя скорость этих противоположно направленных процессов не одинакова — быстрее идет Процесс, который способствует образованию двойного слоя. Если в рассматриваемом примере положительные заряды вблизи двойного слоя находятся со стороны раствора, то во время его образования скорость ионизации атома водорода (верхняя стрелка) больше, чем скорость нейтрализации иона (нижняя стрел- [c.177]

Другой метод обсуждения свойств ионитов заключается в привлечении модели взаимодействующих электрических двойных слоев. Лазар и сотр. [31] представили ионит как совокупность электрических двойных слоев, удерживаемых в равновесии упругими силами. Используя величину плотности зарядов, равную 1-10 и и 2-10 фарадей/см , они рассчитали коэффициенты активности и другие характеристики ионита в зависимости от концентрации электролита во внешнем растворе. Модель Лазара позволяет объяснить наблюдаемое аномальное снижение коэффициентов активности в ионите. [c.92]

Это уравнение называют логарифмическим. Соответственно, график, построенный в координатах у — g t + onst) или у — — Ig t (при t > onst) имеет вид прямой линии. Логарифмическое уравнение, впервые полученное Тамманном и Кестером [11], отражает поведение многих металлов (Си, Fe, Zn, Ni, Pb, d, Sn, Mn, Al, Ti, Та) на начальных стадиях окисления. Вначале справедливость этого уравнения ставилась под сомнение. Были сделаны попытки вывести уравнения на основе предположений о существовании специфических свойств оксидов, таких как наличие диффузионных барьеров и градиентов ионной концентрации и других. Эти предположения не получили экспериментального подтверждения. С другой стороны, было показано, что логарифмическое уравнение можно вывести из условия, 4TQ скорость окисления контролируется переходом электронов из металла в пленку продуктов реакции, причем эта пленка имеет пространственный электрический заряд во всем своем объеме [7, 12]. Преобладание заряда, обычно отрицательного, в оксидах вблизи поверхности металла, подобно электрическому двойному слою в электролитах, было установлено экспериментально. Таким образом, любой фактор, изменяющий работу выхода электрона (энергию, необходимую для удаления электрона из металла), например ориентация зерен, изменения кристаллической решетки или магнитные превращения (точка Кюри), изменяет скорость окисления, что и наблюдалось в действительности [13—15. Когда толщина пленки превышает толщину пространственно-заряженного слоя, определяющим фактором обычно становится скорость диффузии или миграции сквозь пленку. При этом начинает выполняться параболический закон, и ориентация зерен или точка Кюри перестают оказывать влияние на скорость окисления. Исходя из этого, можно сказать, что в начальной стадии оксидная пленка на металлах [c.193]

Можно допустить, что поляризация вызывается электрическим двойным слоем, состоящим из электронов, расположенных на поверхности проводяпхего адсорбента, и соответствующих положительных зарядов, находящихся внутри металла. Величину дипольного момента, индуцированного в адсорбированных молекулах ПОЛ0М этого двойного слоя, можно найти по разности между теоретическим и фактически определяемым значением постоянной ао. Эта разность составляет слагаемое постоянной 02, которое возникает в результате действия диполя. [c.41]

Пространственное разделение зарядов в двойном слое и обусловливает возникновение электр0]шнетических явлений — взаимный сдвиг граничащих фаз при наложении внешнего электрического ПОЛЛ (электрофорез и электроосмос) или перенос заряда при взаиА ШОм перемещении фаз (потенциалы, токи течения [c.211]

Таким образом, когда медь погружена в раствор своих катионов, жидкие рюны меди разряжаются и металл осаждается на решетке, а частицы меди из твердой фазы стремятся перейти в раствор и образовать ионы меди. Первоначально скорости этих двух процессов не равны, и в случае Си/Си + реакция ufн o)+2e—>-Си(1) протекает быстрее, так что на металлической стороне поверхности раздела существует суммарный положительный заряд, хотя электрический двойной слой в целом электронейтрален. Это приводит к образованию поля в направлении, перпендикулярном к поверхности раздела, вследствие чего скорости двух реакций становятся равными. Когда система находится в состоянии динамического равновесия, в котором скорость Си ад)+2е—>-Си(1) равна скорости Си(1)—V [c.16]

Очевидно, что изменение E t) может происходить лишь по мере заряжения емкости двойного электрического слоя. Поскольку это требует определенного времени, в момент / = О потенциал E t) не может скачком измениться от исходного равновесного значения. Поэтому на хронопотенциограмме (рис. 9.22) в момент / = О наблюдается лишь небольшой скачок напряжения, равный -омическому падению напряжения между индикаторным электродом и электродом сравнения. При / > О в результате заряжения емкости двойного слоя потенциал E t) изменяется со скоростью /V a, т.е. линейно, если емкость на участке АВ изменяется несущественно. Пока электрохимическая реакция не протекает, ток h равен току заряжения емкости двойного слоя h - h = onst (участок АВ). При достижении определенных значений E(t) (точка В) начинает протекать электрохимическая реакция и появляется фарадеевский ток i, т.е. iz = /с + i - onst. При этом общая проводимость границы раздела фаз электрод/раствор увеличивается, поскольку к емкостной проводимости добавляется фарадеевская проводимость, в результате чего рост E(t) замедляется (>часток ВС). На этом участке фарадеевская проводимость сначала увеличивается (при Е< Ещ), а затем вновь уменьшается. Граничная концентрация деполяризатора С Ох монотонно снижается и через некоторое время достигает значений, близких к нулю (точка С). С этого времени фарадеевская проводимость снова становится много меньше емкостной, что приводит к повышению скорости роста E t), которая лимитируется током заряда емкости двойного слоя (участок D). [c.390]

Высокий градиент ионной силы в воде дельт приводит к дестабилизации коллоидного материала (т. е. суспензии тонкозернистого материала), вызывая его флоккуяяцию и выпадение на дно. Лучше можно понять этот процесс на примере глинистых минералов — наиболее распространенных неорганических коллоидов в дельтовых водах. Глинистые минералы несут на поверхности отрицательный заряд (см. п. 3.6.6), частично компенсированный адсорбированными катионами. Если поверхностные заряды не нейтрализованы путем адсорбции ионов, глинистые минералы проявляют тенденцию к сохранению состояния взвеси, поскольку одноименные заряды отталкиваются. Эти силы отталкивания велики по сравнению с силами притяжения Ван-дер-Ваальса (см. вставку 3.10) и предотвращают аггрегиро-вание и выпадение частиц. Следовательно, какой-либо агент, нейтрализующий поверхностные заряды, будет способствовать флоккуляции частиц. Многие коллоиды флоккулируют в среде электролита, и морская вода — гораздо более сильный электролит, чем речная, — выполняет эту роль в дельтах. Катионы морской воды притягиваются к отрицательно заряженным поверхностям глин. Они формируют в растворе подвижный слой, примыкающий к поверхности глин (рис. 4.1), и образующийся комбинированный электрический двойной слой близок к состоянию электронейтральности. Соседние частицы могут после [c.152]

Еще одно уточнение уравнения Больцмана состоит в том, что при перенесении иона из объема раствора в определенную точку двойного слоя необходимо совершить работу против собственной ионной атмосферы. Соответствующие расчеты выполнены Вильямсом [24]. Как показано, влияние этого фактора становится меньше при увеличении содержания ионов в дисперсионной среде для потенциала порядка 100 мв и хх- 0 погрешность, связанная с использованием уравнения Больцмана , составляет приблизительно 5%, а при ifo = 200 мв — около 8%. Существенный вклад в распределение потенциала вблизи заряженной поверхности, согласно исследованиям Левина и Белла [25], вносят так называемые полостные ( avity) эффекты. Они вызваны тем, что гидратированный ион, входящий в диффузную часть электрического двойного слоя, должен вытеснять заряд, который занимает конечный объем вблизи границы раздела фаз. Такой переход приводит к изменению потенциала в точке, отвечающей центру иона, и является причиной возникновения потенциалов полостей [17]. Обе составляющих суммарного изменения потенциала имеют различные знаки. [c.18]

Проблема образования электрического двойного слоя коллоидных частиц и определения поверхностного заряда является одной из основных для развития теории электроповерхностных явлений, в том числе новых электрокинетических явлений — нелинейного электрофореза, диполофореза, диффузиофореза, капиллярного осмоса [1 — 4]. Возможность регулирования электрокинетического потенциала частиц дисперсной фазы обусловливает эффективность таких важных технологических процессов, как формирование электрофоретических и диффузиофоретических покрытий, очистки жидкостей электрофильтрованием, флотацией [5—9. Решение этих сложных вопросов связано с изучением механизма образования поверхностного заряда полимерных частиц, транспорта частиц в объеме и диффузионном слое под влиянием электрического поля и градиента концентрации электролита. [c.124]

Форести [17] пробовал согласовать структуру электрического двойного слоя платинированной платИны со скоростью гидрогенизации бензола в жидкой среде, например в 1,0 iV растворе НС1, 2h3N растворах КС1 с добавкой НС1. Исследована также зависимость скорости гидрсгенизации бензола от pH. Резко выраженный максимум скорости гидрогенизации при рН= 1,0— 2,0 наблюдался при переходе от щелочной к кислой среде. При обратном процессе скорость гидрогенизации значительно понижается в сильно кислой среде от добавления небольших количеств щелочи. Из того, что с увеличением pH не только увеличилось количество ионов, адсорбированных электростатически на электрическом двойном слое, но однс временно стимулировался обмен водородных ионов на катионы металла, можно сделать предположение о характере постепенного обратимого отравления. Предполагалось также, что двойной слой обладает в различных местах не одинаковыми диэлектрическими свойствами и что зоны больших диэлектрических величин соответствуют наиболее активным частям катализатора — водородного электрода из платинированной пла-, тины. Максимальная скорость реакции была найдена при нулевом заряде электрода, который совпадает с потенциалом, определенным Фрумкиным [20, 21]. [c.605]

Изменение полной разности электрических -потенциалов между частицей и интермицеллярной жидкостью, естественно, влечет за собой изменение -потенциала — разности потенциалов на поверхности отрыва (Abreissfla he), отделяющей жидкость, движущуюся вместе с частицей, от остальной жидкости коллоидной системы. Действительно, -потенциал определяется не только распределением зарядов в двойном слое, но в первую очередь их абсолютным количеством. [c.106]

В заключение отметим, что объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики, дополненное электростатической работой, вызванной поляризацией поверхностного слоя двух контактирующих жидких фаз, позволяет построить молекулярную термодинамику поверхностных явлений получить обобщенное уравнение электрокапиллярности (см. (1.14), следствия из которого дают возможность определить поверхностный скачок потенциала на границе жидкость - газ (1.25, 1.26), жидкостной потенциал (1.37), уравнение эл ектр окапил лярно сти (1.43), выражение для величины дифференциальной емкости двойного электрического слоя границы металл - раствор (1.46), смещение потенциала электрокапиллярного максимума (1.53) и многое другое. Все эти соотношения непротиворечиво описывают зависимость поверхностных натяжения и заряда, емкости двойного слоя, скачка потенциала на межфазной границе от таких индивидуальных параметров жидкости, как поляризуемость, дипольный момент, показатель преломления, количество молекул в единице объема, которые ранее или вовсе не учитывались или им придавали второстепенную роль. Эвристическая ценность данного исследования на этом не исчерпывается, поскольку приведенные соотношения открывают широкую перспективу для дальнейших исследований межфазных процессов. [c.30]

Шоп [32] объясняет такое понижение коэффициентов активности сорбированного ионитом электролита исходя из того, что ионит состоит из электрически заряженных поверхностей. В своих расчетах Шон применял уравнение Шофилда, выведенное последним с помощью теории двойного электрического слоя Гои — Чапмена. Предположив, что радиус кривизны заряженных поверхностей гораздо больше расстояния между ними и что электрические двойные слои не совпадают друг с другом в центре канала, разделяющего заряженные поверхности, Шон определил расстояние между этими поверхностями равным 60 А при плотности электрических зарядов, равной 2,25-10 " ° фа-радей/см , что соответствует расстоянию между зарядами на поверхности в 9 А. Он пришел к выводу, что электрические заряды распределены в ионите неравномерно и поэтому доннановское уравнение, верное для гомогенной фазы, нельзя применять к ионообменным смолам. [c.92]

В теории Гельмгольца не учитывается, что свойства двойного электрического слоя изменяются с концентрацией электролита и его температурой. Гуи (1910) и Чанман (1913) попытались устранить этот недостаток теории Гельмгольца и связать плотность заряда в двойном слое с составом раствора. Они отметили, что предполагаемое в теории конденсированного двойного слоя строго фиксированное расположением ионов в действительности невозможно, так как, помимо электростатических сил, возникающих между металлом и ионами, на последние должны действовать также силы теплового молекулярного движения. При наложении этих двух сил ионы в растворе должны распределяться относительно поверхности металла диффузно — с убывающей при удалении от нее объемной плотностью заряда подобно тому, как меняется с высотой плотность воздушной атмосферы. При таком строении двойного электрического слоя для выражения связи между потенциалом и плотностью заряда уже нельзя воспользоваться формулой плоского конденсатора. По закону электронейтральности можно написать, что [c.269]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология