Заряд поверхности металла

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

Рис. 11.4. Изменение с потенциалом Ж поверхностного натяжения а, заряда поверхности металла д и емкости двойного слоя С на границе раздела ртуть — раствор поверхностно-инак-тивного электролита

Для того чтобы вещество могло выполнять функцию ингибитора травления, оно должно иметь в общем случае одну или несколько полярных групп, посредством которых молекула могла бы присоединяться к поверхности металла. Обычно они представляют собой органические соединения, содержащие азот, амины, серу или группу ОН. Важное значение для эффективности ингибитора имеют размер, ориентация, форма молекулы и распределение электрического заряда в ней. Например, обнаружено, что коррозия железа в 1т растворе соляной кислоты замедляется производными тиогликолевой кислоты и З-меркаптонронионовой кислоты в степени, которая закономерно зависит от длины цепи соединений [32]. Возможность адсорбции соединения на поверхности данного металла и относительная сила связи адсорбции часто зависят от такого фактора, как заряд поверхности металла [33]. Катодная поляризация в присутствии ингибиторов, которые лучше адсорбируются при потенциалах более от- [c.269]

По своей природе ингибиторы коррозии бывают ионными [катионного типа — катапин, ЧМ анионного типа — тиомочевина С5 (ЫН2)2] или молекулярными соединениями (например, антра-ниловая кислота). Ингибиторы адсорбируются на поверхности корродирующего металла или электростатически (адсорбция ионов и полярных молекул за счет кулоновских сил при соответствующем знаке заряда поверхности металла) или специфически (адсорбция поверхностно активных ионов и молекул за счет молекулярных ван-дер-ваальсовских сил), или химически (хемосорбция ионов и молекул за счет валентных сил химического сродства) возможна также адсорбция их вследствие одновременного действия разных сил. [c.345]

Заряд поверхности металла 8 условиях его катодного осаждения [c.469]

Л. И. Антропов предложил шкалу нулевых потенциалов металлов ф, которая дает характеристику заряда поверхности металлов [c.164]

Подобно указанной схеме при соответствующих условиях (pH, избыток лиганда и др.) восстанавливаются и другие комплексные анионы металлов, например пирофосфаты, роданиды или фториды. В зависимости от концентрации свободного комплексообразующего лиганда и значения pH разряжающимися частицами могут быть ионы с большим или меньшим координационным числом. Во всех этих случаях торможение процесса выделения металлов на катоде может быть весьма значительным вследствие затруднений подвода анионов к катоду или недостаточной скорости отвода от катода лигандов, освобождающихся после разряда ионов, а также вследствие неблагоприятных условий адсорбции разряжающихся ионов на катоде. Последнее определяется знаком и величиной заряда поверхности металла в данных условиях [7]. [c.341]

Электрокапиллярная кривая при адсорбции на поверхности ртути поверхностно-активных молекул приведена на рис. 84 (кривая 2). При этом на электрокапиллярной кривой наблюдаются два потенциала десорбции точки а и е. Десорбция органических молекул с поверхности ртути при достаточно большом ее положительном или отрицательном заряде объясняется тем, что диэлектрическая проницаемость воды (около 80) больше, чем диэлектрическая проницаемость многих органических веществ (10—30). Диэлектрик с большей диэлектрической проницаемостью втягивается в электрическое поле конденсатора, причем тем сильнее, чем больше напряженность этого поля (чем больше заряд на обкладках конденсатора). Поэтому при увеличении положительного или отрицательного электрического заряда в двойном электрическом слое на поверхности ртути молекулы воды из раствора втягиваются в это поле и вытесняют молекулы органического вещества, обладающего меньшей диэлектрической проницаемостью. Таким образом максимальная адсорбция органических молекул должна достигаться вблизи потен циала нулевого заряда, где заряд поверхности металла равен нулю. [c.305]

В принятой в настоящее время модели двойного слоя не учитывается частичный перенос заряда при специфической адсорбции ионов. Иначе говоря, предполагается, что специфически адсорбированные ионы сохраняют свой целочисленный заряд, характерный для объема раствора (в уравнении (VI 1.37) z — целое число). В действительности это предположение не соблюдается, когда специфическая адсорбция ионов обусловлена образованием ковалентной связи между этими ионами и поверхностью металла. Если специфическая адсорбция ионов сопровождается частичным переносом заряда, то определяемая по уравнению Липпмана (VI 1.20) величина q представляет собой не истинный (свободный) заряд поверхности металла, а характеризует так называемый полный (термодинамический) заряд электрода. Полный заряд электрода можно определить как количество электричества, которое нужно подвести к электроду при увеличении его поверхности на единицу для того, чтобы разность потенциалов на границе электрод — раствор осталась постоянной при постоянных химических потенциалах всех компонентов раствора и металлической фазы. [c.165]

Из электрокапиллярных измерений можно вычислить не только заряд поверхности металла [см. уравнение (VII, 209)1, но и емкость д. э. с. Подставляя уравнение (VII, 209) в (VII, 212), получим (см. рис. 85, б, в) [c.307]

Наоборот, из измерений емкости можно рассчитать заряд поверхности металла и электрокапиллярную кривую. [c.307]

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]

Различие в физическом смысле свободного и полного зарядов можно пояснить на следующем примере. Пусть в системе ртуть — водный раствор ИР+МаР, где наблюдается сильная специфическая адсорбция ионов Т1+, определенный по уравнению Липпмана полный условный заряд единицы поверхности д=—5, а поверхностная концентрация ионов Т1+, рассчитанная по формуле (УИ.26), составляет Лт + =9. Из-за электронейтральности, независимо от допущений о переносе заряда при специфической адсорбции, условный заряд диффузного слоя у выбранной единицы поверхности 2 = —4. Предположим, что при специфической адсорбции ионов Т1+ не происходит частичного переноса заряда, т. е. гтУ = + 1, и, следовательно, 91 = + 1-9=+9. Свободный заряд поверхности металла согласно уравнению (УИ.38) должен компенсировать заряды плотного и диффузного слоев, а потому [c.166]

При некоторых условиях, которые определяются природой электрода, составом электролита и плотностью тока, заряд поверхности металла д становится равным нулю. Потенциал такого электрода ц, как уже указывалось, называется потенциалом нулевого заряда. Это понятие было введено в электрохимию А. Н. Фрумкиным. [c.357]

Между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным,потенциалом или потенциалом электрода. По мере перехода ионов в раствор растет отрицательный заряд поверхности металла и положительный заряд раствора, что препятствует окислению металла. Наряду с этой реакцией протекает обратная реакция — восстановление ионов металла [c.185]

Появление на поверхности твердого катода адсорбционного слоя, построенного из частиц, обладающих дипольными свойствами, или из ионов, вызывает и здесь глубокие изменения, влияя на ту часть скачка потенциала, которая зависит от свободных зарядов поверхности металла и ионов двойного слоя. [c.343]

Металл становится заряженным отрицательно, а раствор — положительно. Положительно заряженные ионы из раствора притягиваются к отрицательно заряженной поверхности металла. На границе металл — раствор возникает двойной электрический слой (рис. УП.1). Между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным потенциалом или потенциалом электрода. По мере перехода ионов в раствор растет отрицательный заряд поверхности металла и положительный заряд раствора, что препятствует окислению металла. Наряду с этой реакцией протекает обратная реакция — восстановление ионов металла до атомов [c.191]

Существенное влияние на адсорбционный процесс как в случае ионов, так и в случае нейтральных молекул имеет заряд поверхности металла. [c.133]

А. Н. Фрумкин и В. Г. Левич разработали теорию движения твердых и жидких металлических частиц в растворах электролитов. Было показано, что движение капель жидкого металла в зависимости от адсорбции и заряда поверхности металла может протекать с обычными скоростями, а также в сотни тысяч раз быстрее, чем, например, при явлениях катафореза. Эта особенность была объяснена электрокапиллярным движением в жидкой капле. Экспериментально было установлено, что падение капель под действием силы тяжести зависит от величины заряда. [c.11]

В случае адсорбции ионов ПАВ десорбция наступает только в тех случаях, когда заряд поверхности металла совпадает по знаку с зарядом частиц, и отсутствует в условиях, когда знак заряда поверхности металла противоположен знаку заряда адсорбированных ионов. [c.212]

При выборе ингибиторов коррозии металлов большое значение имеет заряд поверхности металла в данном электролите, т. е. его потенциал ф в шкале нулевых точек (см. с. 164). Если поверхность металла заряжена положительно (т. е. ф > О, например, у РЬ, Сё, Г1), это способствует адсорбции анионов, которые, образуя на металле анионную сетку , снижают перенапряжение водорода и ионизации металла, что нежелательно, так как приводит к ускорению коррозии. Замедляюш,ее действие могут в этих условиях оказать лишь анионные добавки экранирующего действия, а замедлители катионного типа не применимы. [c.348]

Протекание электрохимических окислительно-восстановитель-ных реакций зависит не только от катодного потенциала (от перенапряжения), но и от заряда поверхности металла, который в первом приближении определяется значением ф-потенциала (отклонением потенциала электрода в заданных условиях от нулевой точки электродного металла). Перенапряжение служит при этом мерой восстанавливающей (или окисляющв ) способности электрода в данных условиях, а ф-потенциал определяет поверхностную концентрацию деполяризатора. [c.449]

Ранее считалось, как само собой разумеющееся, что поверхность катода всегда отрицательна, причем тем более отрицательна, чем менее электроположителен электродный металл. Эта точка зрения, сохранившая известное распространение и в настоящее время, ошибочна. Заряд поверхности металла не определяется ни той ролью, какую металл играет в электрохимическом процессе (т. е. является ли он катодом или анодом), ни его электродным потенциалом в данных условиях. Заряд поверхности электрода можно оценить, если воспользоваться предложенной Л. И. Антроповым приведенной, или ф-шкалой потенциалов. Потенциал электрода в ф-шкале представляет собой разность между его потенциалом II данных конкретных условиях (например, в процессе электроосаждеиия металла) и соответствующей нулевой точкой. Потенциал электрода в приведенной шкале служит мерой заряда поверхности и позволяет предвидеть, адсорбция каких именно ионов будет наиболее вероятной в данных условиях. Это положение можно проиллюстрировать на примере катодного выделения никеля, цинка, кадмия н сви1ща из растворов их простых солей. Все эти металлы выделяются при отрицательных потенциалах (по водоро/ ной шкале), которые в обычных режимах электролиза имеют следующие значения —0,80 В (Ni), —0,80 В (Zn), —0,45 В ( d) и —0,15 В (РЬ). Их потенциалы в приведенной шкале, т. е. заряды, можно оценить, воспользовавшись данными о нулевых точках этих металлов (см. табл. 11.6) [c.469]

Штерн также высказал мысль о необходимости учета специфической адсорбции ионов на поверхности металла. Поэтому в растворах, содержащих поверхностно активные ионы, их число в плотной (гельмгольцевой) части двойного слоя может быть не эквивалентно заряду поверхности металла, а превосходить его на некоторую величину, зависящую от свойств ионов и заряда металла, т. е. [c.159]

Различают три возможных механизма образования двойного электрического слоя. Согласно одному из ннх двойной электрический слон образуется в результате перехода нонов или электронов из одной фазы в другую (поверхностная ионизация). Например, с поверхности металла в газовую фазу переходят электроны, образуя со стороны газовой фазы электронное облако. Количественной характеристикой такого перехода может слуя ить работа выхода электрона. Интенсивность электронного потока увеличивается с повышением температуры (термоэлектронная эмиссия). В результате поверхность металла приобретает положительный заряд, а газовая фаза — отрицательный. Возникший электрический потен-инал на границе раздела фаз препятствует дальнейшему переходу электронов — наступает равновесие, при котором положительный заряд поверхности металла скомпенсирован отрицательным зарядом, созданным электронами в газовой фазе, т. е. формируется двойной электрический слой. [c.45]

Наиболее прямым методом изучения двойного электрического слоя является адсорбционный метод. Так, если при установлении электрохимического равновесия между серебряной пластинкой и раствором AgNOз некоторое число ионов Ag+ переходит из раствора на металл, то поверхность электрода заряжается положительно и к нему притягивается эквивалентное количество анионов МОз. В результате из раствора уходит некоторое количество AgN08. Уменьшение концентрации соли в растворе определяет заряд поверхности металла и, соответственно, величину адсорбции анионов. [c.29]

Двойной электрический слой и его строение. Свойства границы раздела металл—раствор электролита тесно связаны со строением двойного электрического слоя (рис. 91). Различают плотную часть двойного слоя, состоящую из ионов одного знака (так называемый слой Гельмгольца), и диффузную часть, в которой преобладают ионы того же знака заряда (слой Гюи). В слой Гельмгольца входят ионы, расположенные на минимальном удалении от поверхности металла. Здесь они удерживаются силами электростатического взаимодействия. Центрь этих сольватированных ионов образуют плоскость максимального приближения иона к металлу.. Тепловое движение и взаимное отталкивание одноименно заряженных ионов размывают слой Гельмгольца. Поэтому суммарный заряд ионов в этом слое по абсолютной величине меньше, чем заряд поверхности металла (рис. 91). Однако в целом двойной электрический слой электронейтрален, так как ионы его диффузной части также принимают участие в компенсации заряда поверхности металла. [c.283]

Весьма часто двойной слой имеет более сложное строение, чем схематически изображенное на рис. 58. Ионы двойного слоя вырьшаются тепловым движением из плоскости закрепленных обкладок конденсатора и уносятся в глубину раствора. Притягиваемым зарядом поверхности они возвращаются обратно, но под влиянием броунского движения и интерионного взаимодействия снова вырываются. В результате часть избыточных ионов определенного знака, компенсирующих заряд поверхности металла, оказывается расположенной не в закрепленной обкладке раствора, а в толще электролита. Концентрация избыточных ионов по мере удаления от поверхности металла, естественно, будет уменьшаться. Согласно взглядам Гуи, внешняя обкладка двойного слоя представляет собой ионную атмосферу (см. теорию Дебая — Гюккеля в гл. V). Толщина двойного слоя б определяется уравнением [c.201]

Первые представления о строении двойного электрического слоя были высказаны в 1878 г. русским ученым Р. А. Колли, который сравнил его с плоским конденсатором и определил, что емкость двойного слоя имеет величину порядка 100 мкР1см . Последующие более точные измерения показали, что емкость двойного слоя зависит от природы ионов, образующих его риешнюю, расположенную в растворе обкладку. Для гладкой отрицательно заряженной поверхности металла (например, ртути), на которой адсорбированы катионы, емкость двойного слоя имеет порядок 18 мкР1см и примерно вдвое больше этой величины при положительном заряде поверхности металла, когда на ней адсорбируются анионы. [c.46]

Рис. 41. Влияние концентрации по-тенциалопределяющих иолов иа знак заряда поверхности металла

Справочник химика 21

Химия и химическая технология