Двойной электрический слой измерение

В двойнослойной области основная часть подводимого электричества затрачивается на изменение заряда двойного электрического слоя. Измерения изоэлектрических сдвигов потенциала (см. 3.1) однозначно доказывают, что в сернокислых растворах в двойнослойной области потенциалов происходит постепенное уменьшение количества адсорбированного водо-лО. рода и возрастание количества адсорбированного кислорода, т. е. перекрывание областей адсорбции водорода и кислорода. Степень этого перекрывания зависит от pH раствора и концентрации ионов 50 " и уменьшается с уменьшением pH и с ростом концентрации 80 . В целом, однако, количество адсорбированных водорода и кислорода в сернокислых растворах на платине в двойнослойной области невелико. Степень перекрывания областей адсорбции водорода и кислорода зависит также от природы металла. Так, она наименьшая в сернокислых растворах на палладии и возрастает при переходе к платине, иридию, родию, рутению и осмию. [c.188]

Для изучения адсорбции поверхностно-активных веществ на поверхности металлов в электрохимии применяются разнообразные методы метод снятия электрокапиллярных кривых, измерение емкости двойного электрического слоя, измерение потенциалов и др. [c.86]

Существенное значение имеют электрические явления на поверхности раздела керамика — водная среда, связанные с возникновением разности электрических потенциалов на разделе твердое тело — жидкость и образованием двойного электрического слоя. Измерение электрокинетического потенциала или дзета-потенциала на границе минерал — водная среда дает ряд данных о структуре двойного слоя [52]. [c.23]

Один из методов определения потенциала нулевого заряда основан на измерении емкости двойного электрического слоя. При отсутствии специфи- [c.538]

Вторые отличаются тем, что непосредственное измерение их с необходимой точностью затруднительно к ним принадлежат, в частности, активная пористость, характерный размер, форма и удельная поверхность частиц или пор, активная толщина двойного электрического слоя, степень пептизации или агрегирования частиц, эффекты суффозии, граничной зоны у перегородки, взаимного перемещения частиц и жидкости. [c.71]

Схема компенсационной установки для измерения емкости двойного электрического слоя изображена на рис. 117. Метод состоит в сообщении поверхности металла и раствору некоторых малых количеств электричества А(3 и —А(3 и вычислении изменения потенциала электрода АУ и емкости. Чтобы электричество не тратилось на электрохимические реакции, при работе используется переменный ток высокой частоты. [c.166]

На рис. 2.18 представлена полярографическая волна. При низких значениях потенциала (участок А), величина которого не достаточна для того, чтобы на рабочем микроэлектроде происходила электрохимическая реакция, через ячейку проходит очень незначительный остаточный ток, обусловленный, прежде всего, током заряжения двойного электрического слоя и присутствием в растворе электрохимически более активных, чем анализируемое вещество, примесей. При увеличении потенциала электрохимически активное вещество (называемое деполяризатором) вступает в электрохимическую реакцию на электроде и ток в результате этого резко возрастает (участок В). Это так называемый фарадеевский ток. С ростом потенциала ток возрастает до некоторого предельного значения, оставаясь затем постоянным (участок С). Предельный ток обусловлен тем, что в данной области потенциалов практически весь деполяризатор из приэлектродного слоя исчерпан в результате электрохимической реакции, а обедненный слой обогащается за счет диффузии деполяризатора из объема раствора. Скорость диффузии в этих условиях контролирует скорость электрохимического процесса в целом. Такой ток называют предельным диффузионным. Для того чтобы исключить электростатическое перемещение деполяризатора (миграцию) в поле электродов и понизить сопротивление в ячейке, измерения проводят в присутствии большого избытка сильного электролита, называемого фоном. Являясь электрохимически индифферентным, вещество фонового раствора может вступать в химические реакции (часто это реакции комплексообразования) с определяемым веществом. Иногда фоновый электролит одновременно играет роль буферного раствора. Например, при полярографическом определении ионов 0(1 +, Си +, N +1 o + в качестве фона используют аммиачный буфер- [c.139]

Уравнения (II. 109) и (II. ПО) учитывают специфическую адсорбцию только противоионов. При невысоких концентрациях электролита можно пренебречь единицей в знаменателе уравнения (II. 110). Таким образом, теория Штерна (II. ПО) и теория Гун — Чепмена (11.105) позволяют рассчитать соответственно заряд в плотном и диффузном слоях. Рассчитанные с учетом этих уравнений значения емкости двойного электрического слоя для различных концентраций электролитов удовлетворительно совпадают с результатами, полученными по данным электрокапиллярных измерений. [c.61]

В практических условиях электрод сравнения не может быть проведен к границе двойного электрического слоя, он располагается иа значительном расстоянии от нее. Поэтому в измеряемую величину включается омическая составляющая разности потенциалов, которая возникает за пределом двойного электрического слоя и электродом сравнения. Это падение напряжения не является перенапряжением, оно не определяет ни характер, ни скорость электродных реакций на металле. Поэтому при измерениях, связанных с контролем минимальных и максимальных поляризационных потенциалов, падение потенциала за пределами двойного электрического слоя нужно исключать. Присутствие омической составляющей приводит во многих случаях к ошибочным заключениям относительно защищенности трубопровода. [c.129]

Во всех выражениях для скорости электрокинетических явлений или для потенциалов перемещения величины е и 8 или е и характеризующие двойной электрический слой в элементарной теории электрокинетических явлений, сопряжены попарно. По этой причине Гуггенгейм в 1940 г. предложил использовать их не в отдельности, а в виде произведения е8 или е /4я, характеризующего момент двойного слоя, и в честь автора теории электрокинетических явлений назвать единицу измерения этого момента гельмгольц . [c.143]

Так как эффективная толщина диффузионного слоя у микровыступов меньше, чем в микроуглублениях, то скорость поступления добавки к микровыступам будет относительно больше. Измерения дифференциальной емкости двойного электрического слоя на вращающемся дисковом электроде показали, что поверхностная концентрация выравнивающего агента на микровыступах действительно больше, чем в микроуглублениях. Следовательно, наибольшее торможение процесса электроосаждения будет проявляться на микровыступах, что и приводит к увеличению плотности тока и ускорению осаждения металла в микроуглублениях. [c.352]

Сущность работы. Поверхностная проводимость наблюдается в мембранах, узких капиллярах и других капиллярных системах. Явление заключается в том, что содержащийся в капиллярах раствор электролита обладает большей удельной электропроводностью, чем тот же раствор вне системы. Поэтому измерение поверхностной проводимости сводится к измерению электропроводности раствора электролита вне капиллярной системы и при ее наличии. Объясняется эта добавочная электропроводность проводимостью ионов двойного электрического слоя. В данной работе предлагается измерить поверхностную проводимость, возникающую в порошковой диафрагме. [c.182]

Перемещение жидкости относительно твердого тела (стенок капилляра) или частиц твердого тела относительно жидкости при наложении электрического поля (электроосмос, электрофорез) доказывает наличие двойного электрического слоя на границе твердое тело — жидкость. Измерение скорости электроосмоса v дает возможность приближенно оценить величину электрокинетического потенциала [c.98]

Для измерения с помощью зондовых электродов истинного значения кислотности необходимо торец электрода расположить в плоскости, проходящей через границу двойного электрического слоя. Это требование неосуществимо. Следовательно, зондовыми электродами всегда измеряются величины, отличающиеся от истинных, С другой стороны, зондовые микроэлектроды обладают тем преимуществом, что позволяют измерять кислотность нз разных расстояниях от поверхности работающего электрода. Если такие измерения осуществимы, то путем экстраполяции на нулевое расстояние можно получить истинное значение кислотности. [c.308]

Таким образом, адсорбционный метод состоит в определении изменения концентрации, вызванного образованием двойного электрического слоя. На опыте такое изменение концентрации не всегда может быть обнаружено. Предположим, что потенциал электрода, измеренный относительно п. н. з., составляет фо=1 В, а емкость двойного слоя равна С=0,2 Ф/м . Таким образом, заряд поверхности в соответствии с формулой для плоского конденсатора равен <7=Сфо=0,2 Кл/м Если площадь поверхности электрода 5 составляет 10- м то количество вещества, участвующего в образовании двойного слоя, равно [c.30]

Таким образом, представление о независимости фарадеевского и не-фарадеевского процессов можно рассматривать лишь в качестве первого приближения, которое выполняется тем лучше, чем меньше зависит емкость ДВОЙНОГО электрического слоя от поверхностной концентрации реагирующего вещества. Чтобы избежать затруднений, связанных с трактовкой результатов измерения емкости электрода при протекании электрохимической реакции, для изучения строения двойного электрического слоя этим методом выбирают системы, в которых [c.51]

Итак, метод измерения дифференциальной емкости позволяет определять п. н. 3., находить зависимость заряда поверхности от потенциала, а также рассчитывать величины адсорбции органического вещества и специфической адсорбции ионов в растворах с постоянной ионной силой. Метод применим как к жидким, так и к твердым электродам и является чрезвычайно чувствительным к любым изменениям в строении двойного электрического слоя. Последнее обстоятельство предъявляет очень высокие требования к чистоте исследуемых этим методом металлов и растворов. Существенным препятствием для использования метода измерения емкости является возможность протекания электрохимических реакций на границе электрод — раствор. [c.60]

Если измерения проводятся в концентрированных растворах, когда сопротивление Я мало, то первым членом в правой части уравнения (13.3) можно пренебречь и 1 С. Таким образом, для идеально поляризуемого электрода протекающий при линейном изменении потенциала ток прямо пропорционален емкости двойного электрического слоя. [c.65]

Из данной теории следует, что для количественного изучения двойного слоя методом кривых заряжения необходимо дополнить этот метод измерениями изоэлектрических сдвигов потенциала. Тогда появляется возможность непосредственного определения емкости двойного электрического слоя. Далее по уравнению [c.69]

Двойной электрический слой в расплавленных солях. Важным разделом современной электрохимии является изучение поверхности раздела металл — расплав. Существенная информация о строении этой границы раздела может быть получена на основе измерений пограничного натяжения (С. В. Карпачев, [c.137]

Двойное интегрирование кривых дифференциальной емкости, относящихся к высоким частотам переменного тока, позволяет получить электрокапиллярные кривые, которые совпадают с о, -кривыми, измеренными прямым методом. Это является решающим критерием того, что измеряемая при высокой частоте емкость представляет собой истинную емкость двойного электрического слоя. [c.137]

Для электрохимических измерений с очень низкими плотностями тока имеются два препятствия. Во-первых, необходимость тш,атель-ной очистки растворов, чтобы ток, связанный с разрядом примесей, был бы значительно меньше тока исследуемой реакции. Во-вторых, процесс заряжения двойного электрического слоя. Так, например, чтобы изменить потенциал электрода на 1 мВ при емкости двойного слоя 0,2 Ф/м , потребуется пропускать ток плотностью 7-10 А/м (равный 0 для разряда ионов на ртути) в течение промежутка [c.240]

С точки зрения образования двойного электрического слоя существенным является то, что к специфически адсорбированным ионам иода уже за счет кулоновского взаимодействия притягиваются катионы Na, которые располагаются дальше от поверхности электрода, нежели анионы Г. Таким образом, на границе раздела электрод — раствор возникает некоторый дополнительный скачок потенциала, вызывающий сдвиг т. н. з. в растворе Nal в отрицательную сторону по сравнению с т. н. з. в растворе NaF. При оценке изменения гальвани-потенциала фр в растворах поверхностно-активных электролитов целесообразно вести отсчет потенциала от т. и. з. того же электрода, но в растворе поверхностно-неактивного электролита. Такой способ отсчета потенциала, впервые предложенный Л. И. Антроповым, в настоящее время называют приведенной шкалой потенциалов. Измеренные таким образом потенциалы электрода обозначают через фо. [c.30]

При помощи электрокапиллярного метода были получены данные, позволяющие сформулировать основные представления о строении двойного электрического слоя. Особенно большое число электрокапиллярных измерений выполнено на ртутном электроде. Рассмотрим некоторые, наиболее характерные результаты, полученные этим методом. [c.44]

Чтобы избежать затруднений, связанных с трактовкой результатов измерения емкости электрода при протекании электрохимической реакции, для изучения строения двойного электрического слоя этим методом выбирают системы, в которых реакции или термодинамически невозможны, или кинетически чрезвычайно замедленны. Это условие реализуется для идеально-поляризуемых электродов. [c.57]

Предположение о подобии изотерм, относящихся к различным потенциалам, лежащее в основе вывода уравнения (27.24) (или эквивалентное предположение о линейной зависимости е от в), может быть подвергнуто экспериментальной проверке. Такая проверка показывает, что в первом приближении это предположение является справедливым. Предположение о подобии изотерм, измеренных при различных потенциалах, соответствует тому, что эффективная величина дипольного момента Хэф, отнесенная к средней толщине двойного электрического слоя б р, не зависит от заполнения поверхности органическим веществом [c.140]

Результаты измерений вязкости в пористом стекле (г= = 10 нм) показаны точкой а на рис. 1.1. В этом случае влияние электровязкости было мало в связи с сильным перекрытием двойных электрических слоев (ДЭС). Теория дает в этом случае электровязкостную поправку, не превышающую долей процента [13]. [c.9]

Математическое описание, в которое входят только микрофакторы, рассмотрим на примере удельного сопротивления осадка. Значение этого параметра в сильной степени зависит от многих совместно действующих и разнообразных по своей природе микрофакторов, точное измерение которых обычно затруднительно. Удельное сопротивление осадка выражают как функцию ограниченного числа выбранных переменных, например, пористости осадка, размера и удельной поверхности частиц. При этом действие всех остальных переменных отражается в коэффициенте пропорциональности и показателях степени эмпирической зависимости удельного сопротивления осадка от выбранных переменных. К переменным, не входящим в упомянутую функцию, относится ряд существенных микрофакторов, например, сопротивление на границе осадка и перегородки, двойной электрический слой у поверхности частиц, миграция тонкодисперсных частиц. При переходе даже к сходному по свойствам осадку, а также к близким условиям фильтрования и фильтру значимость этих микрофакторов может резко измениться и соответственно повлиять на величину постоянных в эмпирической зависимости. В данном примере на основе математического описания, содержащего некотор ые микрофакторы, можно лишь приближенно установить направление и интенсивность влияния их на определяемый параметр. [c.78]

Если сумма скачков потенциала в рассмотренных четырех двойных электрических слоях равна нулю, то на поверхности металла имеется так н зываемый абсолютный нуль потенциала. Потенциалы, вычпсленныг по отношению к этому нулю, называются абсолютными потенциалами. Абсолютный нуль потенциала не может быть вычислен теоретически или определен экспериментально. Однако, как выяснилось, нет необходимости знать абсолютные значения потенциалов. Для термодинамических расчетов достаточно знать условные равновесные потенциалы, измеренные по отношению-к стандартному водородному электроду. Для исследования кинетики электродных процессов должен быть известен условный потенциал по отношению к так называемому потенциалу нулевого заряда, который для каждого металла и растворителя имеет определенное значение. [c.300]

Теоретическое обоснование изменения при действии щелочи дано в работе И. А. Ускова и Е. Т. Усковой [88] по измерению электрокинетического потенциала на поверхности частиц бентонита в растворе NaOH. В интервале малых концентраций щелочь вызывает рост гидратации частиц глин вследствие увеличения толщины двойного электрического слоя, обусловливающего повышение величины электрокинетического потенциала. С ростом концентрации щелочи в, растворе происходит сжатие двойного электрического слоя, что облегчает коагуляционные процессы и, следовательно, снижение /Сз- [c.60]

Металл, погруженный в электролит, называется электродом. Наибольшая принципиальная трудность, связанная с использованием уравнения Нернста, обусловлена невозможностью измерить потенциал одного единственного электрода. Например, если попытаться определить путем измерения электродный потенциал 2п/2п , т.е. разность потенциалов между металлическим цинком и раствором соли цинка, в который он погружен, необходимо металл и раствор соединить проводником с измерительным прибором. Соединить прибор с металлом нетрудно, гораздо сложнее присоединить к прибору раствор. Это соединение можно осуществить только с помощью металлического проводника, который опускается в раствор. Но как только металл проводника (например , медь) приходит в соприкосновение с раствором, на его поверхности образуется двойной электрический слой и, следовательно, появляется разность потенциалов. Итак, при помощи измерительного прибора можно определить не электродный потенциал одного электрода (металла), а разность потенциалов между двумя электродами (в данном случае разность потенциалов между цинковым и медным электродами). Поэтому при измерении электродных потенциалов металлов выбирают некоторый электрод сравнения, потенциал которогсГ словно принят за нуль. Таким электродом сравнения служит стандартный водородный электрод (рис. 3.2). Он представляет собой платиновую пластину, покрытую тонко измельченной "платиновой чернью , погруженную на платиновой проволоке в стеклянный 32 [c.32]

Сущность работы. Знание зависимости поверхностного натяжения на границе раствор — металл от приложенного напряжения иоз воляет судить о строении двойного электрического слоя. Для исследования применяют метод электрокапиллярных кривых. Ето сущность состоит в постепенной поляризации ртутного катода и измерении поверхностного натяжения на границе раствор — ртуть. При катодной иоляризации ртути ее положительный заряд постепенно уменьшается, а поверхностное натяжение возрастает. При заряде, равном нулю, иоверхностное натяжение достигает максимума. Форма получаемой электрокапилляр-ной кривой и потенциал нулевого заряда, при котором поверхностное натяжение достигает максимальното значения, определяется составом раствора, наличием в нем поверхностно-активных веществ и, следовательно, природой и строением двойного электрического слоя. [c.184]

Значительное уменьщение макс происходит в результате изменения потенциальной энергии электростатического отталкивания (т. е. хода кривой 1), вызванного добавлением электролитов к коллоидному раствору. С увеличением концентрации любого электролита происходит перб стройка двойного электрического слоя, окружающего коллоидные частицы все ббльщая часть противоионов вытесняется из диффузной в адсорбционную часть двойного электрического слоя. Толщина диффузной части двойного электрического слоя (слой 4 на рис. 10.14), а вместе с ней и всего двойного электрического слоя (слой 2 на рис. 10.14) уменьщается. Поэтому кривая потенциальной энергии электростатического отталкивания снижается более круто, чем показанная на рис. 10.17 кривая 1. В результате этого потенциальный барьер отталкивания ( 5макс) уменьщается и смещается в сторону меньщего расстояния между коллоидными частицами. Когда двойной электрический слой сжимается до толщины адсорбционного слоя (слой 3 на рис. 10.14), то вся кривая взаимодействия дисперсных частиц оказывается в области притяжения (кривая 4 на рис. 10.17), наступает быстрая коагуляция. Такое измерение устойчивости коллоидного раствора происходит при добавления любого электролита. [c.310]

По-видимому, только в исследовании Б. А. Холодницкого, где проводилось параллельное измерение вязкости и вычислялся -потенциал по потенциалам и токам течения на одних и тех же объектах геометрически правильной структуры, можно количественно учесть влияние повышенной вязкости в системе тонких капилляров и ввести соответствующую поправку к величине -потенциала, рассчитываемой по классической формуле, что и было сделано. Можно предполагать, что для тех случаев, когда толщина двойного электрического слоя и сечения капилляров исследуемой системы становятся величинами одного порядка, введение поправок на повышенное значение вязкости в пристенном слое приобретает реальное значение, но более определенные рекомендации количественного характера в настоящее время не могут быть сделаны вследствие недостаточной разработки этого вопроса. [c.89]

Рассмотрим методику измерения емкости двойного электрического слоя на идеально поляризуемом электроде. Если учесть, что двойной слой образуется не только на исследуемом электроде, но и на вспомогательном и, кроме того, между двумя этими электродами возникает макроконденсатор катод — анод с некоторой емкостью Ск.а, то эквивалентную электрическую схему измерительной ячейки можно представить в виде схемы, приведенной на рис. 28, а. Так как емкости исследуемого и вспомогательного электродов (соответственно С и Сд з) соединены последовательно, то их суммарная емкость определяется по уравнению [c.52]

Рассмотрим методику измерения емкости двойного электрического слоя на идеально-поляризуемом электроде. Если учесть, что двойной слой образуется не только на исследуемом электроде, но и на вспомогательном, и, кроме того, между двумя этими электродами возникает макроконденсатор катод — анод с некоторой емкостью С .а, то эквивалентную электрическую схему измерительной ячейки можно представить в виде схемы., изображенной на рис. 28, а. Так как емкости [c.55]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология