Двойной электрический слой падение потенциала

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

Рнс. 94. Схема двойного электрического слоя д — расположение заряда б — кривая падения потенциала [c.315]

Согласно теории двойного электрического слоя падение потенциала в плотном слое (линия АА1, рис. 30) происходит линейно (в соответствии с теорией плоского конденсатора), а в диффузном слое эта прямолинейность не сохраняется (здесь падение потенциала происходит по экспоненциальному закону, кривая А С, рис. 30). [c.81]

Рассмотренные в предыдущих разделах зависимости между скоростью электрохимической стадии и потенциалом электрода являются приближенными, так как при их выводе пренебрегали диффузной частью двойного электрического слоя. Однако даже в концентрированных растворах и при больщих зарядах поверхности электрода наряду с плотной частью имеется диффузная часть двойного электрического слоя, падение потенциала в которой зависит от состава раствора и заряда электрода (см гл. 2). Кроме того, центры участвующих в электрохимической стадии частиц могут располагаться не на внещней плоскости Гельмгольца, а, например, внутри плотной части двойного электрического слоя. Поэтому при исследованиях кинетики и механизма электродных процессов необходимо учитывать, если это возможно, распределение потенциала в различных частях двойного электрического слоя. Взаимосвязь между строением двойного электрического слоя и скоростью электрохимической стадии определяется, естественно, тем, в какой части двойного электрического слоя находятся частицы, непосредственно участвующие в электрохимической стадии. [c.117]

Энергия активации электрохимического процесса часто связана с падением потенциала в двойном электрическом слое. Другими словами, наличие электростатического поля на границе раздела электрод — раствор должно влиять на скорость электрохимического процесса, поскольку последний так или иначе связан с переходом заряженных частиц через эту границу раздела. [c.607]

Рис. VII, 9. Двойной электрический слой по Гуи — Чэпмену и падение в нем потенциала.

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]

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]

Строение двойного электрического слоя по Гуи — Чэпмену и падение потенциала в этом слое схематически изображены на рис. vn, 9. Потенциал на этой схеме падает не по прямой, а по кривой в связи с тем, что компенсирующие заряд стенки противоионы распределены неравномерно. Падение кривой круче в тех местах, где больше компенсирующих противоионов, и, наоборот, кривая более полога там, где компенсирующих противоионов мало. [c.177]

Согласно Штерну, первый слой или даже несколько первых слоев противоионов притягиваются к стенке под влиянием как электростатических, так и адсорбционных сил. В результате этого часть противоионов удерживается поверхностью на очень близком расстоянии, порядка 1—2 молекул, образуя плоский конденсатор толщиной б, предусмотренный теорией Гельмгольца — Перрена. Этот слой, в котором, естественно, наблюдается резкое падение электрического потенциала, одни авторы называют гельмгольцевским, другие — штерновским, третьи — адсорбционным слоем. Остальные противоионы, нужные для компенсации потенциалопределяющих ионов, в результате теплового разбрасывания образуют диффузную часть двойного слоя, в которой они распределены согласно тем же законам, что и в диффузном слое Гуи — Чэпмена. Эту часть двойного слоя, в которой потенциал падает относительно постепенно, иногда называют сло мХм.и. Схема двойного электрического слоя по Штерну и падение в нем электрического потенциала показаны на рис. vn, 11. [c.185]

Штерн принимал емкость молекулярного конденсатора постоянной. Однако эта емкость, безусловно, должна зависеть от специфических свойств ионов, находящихся в адсорбционном слое. Так как величина См почти постоянна, а величина Сд сильно зависит от концентрации электролита, характер падения потенциала в двойном электрическом слое также зависит от количества находящегося в системе электролита. Таким образом, если даже потенциал фо является постоянным, то Фа, значение которого определяется состоянием диффузного слоя, снижается с уменьшением 1/х. [c.188]

Строение двойного электрического слоя у сферических частиц. Для сферических частиц при сравнительно небольших значениях потенциала <ро приближенное выражение для падения потенциала с расстоянием было дано Дебаем и Гюккелем [c.190]

Распределение потенциала в ионной обкладке двойного электрического слоя представлено на рис. 171, II. Величина сКачка потенциала на границе раствор —металл складывается из падения потенциала ф в плотной части двойного слоя и падения потенциала ф1 в диффузной. Строение двойного электрического слоя определяется общей концентрацией с раствора. С ее увеличением процессы, способствующие формированию диффузной части, ослабляются, раз- [c.473]

АР+, Fe +, La +, Th +, такие анионы, как цитрат ион, а также сложные органические катионы основных красителей и ионы, образуемые алкалоидами, не только способны весьма сильно понизить величину -потенциала, но и вызвать даже при незначительной концентрации перемену его знака. Такое действие отдельных ионов объясняется тем, что они по отношению к поверхности обладают помимо электростатического еще и адсорбционным потенциалом е (рис. 106). Такая специфическая адсорбция связана с поляризуемостью данного иона или с поляризацией ионов или молекул, находящихся на поверхности. На рис. 107 приведена схема, поясняющая перемену знака электрокинетического потенциала. Граница скольжения между связанными и свободными противоионами обозначена АВ. Кривая падения термодинамического потенциала ab отсекает на линии А В некоторый отрезок, расположенный под осью абсцисс. Это отвечает отрицательному значению -потенциала. Последнее указывает на то, что в адсорбционной части двойного электрического слоя находится избыток анионов, что и даст S < О, и частицы с таким зарядом переносятся к аноду. Кривая ас на рис. 107 показывает изменение термодинамического потенциала до перезарядки. Здесь -потенциал имеет положительное значение. [c.326]

С другой стороны, для общего падения потенциала в двойном электрическом слое получаем [c.124]

Импульсный гальваностатический метод. В этом методе при помощи специального электронного устройства — гальваностата — на электрод, который до этого находился в состоянии равновесия ( =0), подают импульс тока такой же формы, как импульс потенциала на рис. 82, а. В результате происходит смещение потенциала относительно его равновесного значения, которое обусловлено 1) омическим падением потенциала iR (1 — высота импульса тока, R — омическое сопротивление раствора) 2) перенапряжением стадии разряда — ионизации 3) концентрационной поляризацией 4) заряжением емкости двойного электрического слоя. Омическое падение потенциала можно скомпенсировать при помощи соответствующей измерительной схемы. Можно также в измеряемое без компенсации смещение потенциала внести поправку на iR, заранее определив сопротивление раствора. Для оставшейся части смещения потенциала справедливо уравнение [c.194]

Для описания адсорбции органических ионов в уравнение изотермы Фрумкина (2.45) необходимо вводить поправку на падение потенциала фо в диффузной части двойного электрического слоя (Р. де Леви) [c.64]

Согласно современным представлениям, двойной электрический слой — это образующийся на границе двух фаз тонкий поверхностный слой из пространственно разделенных электрических заря.шв противоположного знака (потенциалобразующих ионов и противоионов). ДЭС следует рассматривать как единую систему, в целом нейтральную, так как сумма зарядов противоионов равна заряду твердой поверхности (внутренней обкладки ДЭС). В образовании ДЭС могут участвовать не только ионы, но и дипольные молекулы. Внешняя обкладка ДЭС (слой противоионов) состоит из двух частей плотной и диффузной. Теория диффузной части разработана и обоснована более полно, плотной части — менее полно. Общая теория ДЭС пока отсутствует. Исторически в ходе изучения ДЭС было предложено несколько его моделей, которым отвечает различный характер кривых падения потенциала и расположения противоионов. [c.403]

Рис. 122. Схема двойного электрического слоя а — по Гельмгольцу б — по Гуи в - по Штерну вверху — расположение ионов внизу кривые падения потенциала — термодинамический потенциал 5 электрокннетический потенциал

Появление оксида на иоверхности металла изменяет строение двойного электрического слоя. В этом случае его уже нельзя представить простой моделью Штерна — Грэма, которая использовалась ири создании теории водородного перенапряжения. В этом случае, по Гэру и Ланге (1958 , к падению потенциала в гельмгольцевской и диффузной частях дво1И1ого слоя, учитываемых в модели Штерна Грэма, следует добавить падеиие потенциала в слое оксида (рис. [c.427]

Падение потенциала на границе электрод—раствор обусловлено тремя областями областью пространственного заряда в приповерхностном слое электрода, плотной частью двойного электрического слоя (ДЭС) в электролите (слой Гельмгольца) и диффузионной частью ДЭС [c.115]

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

Рис. 59. Двойной электрический слой (а) и падение потенциала в нем (б)

Концентрация дисперсной фазы сама по себе также влияет на устойчивость электрофорезной системы и должна быть оптимальной. При разбавлении дисперсии вследствие размывания двойного электрического слоя электрокинетический потенциал возрастает и устойчивость коллоидных систем растет. Однако при очень больших разбавлениях может происходить десорбция ионов с коллоидных частиц, что приведет к падению электрокинетического потенциала и устойчивости. В сильноконцентрированных по диспергированной фазе системах начинают сказываться силы межмолекулярного притяжения, что вызовет склеивание и седиментацию частиц. Особенно заметныл межмолекулярпое притяжение становится при расстоянии между частицами < 100 А. Иногда электрофорезные системы сохраняют устойчивость при очень больших концентрациях коллоидных частиц, когда следовало бы ожидать их коагуляции. Это бывает в тех случаях, когда плотности частиц и раствора близки друг другу (например, при электрофоретическом осаждении нолиакрилонитрила из водного раствора 50]). [c.11]

Л. Н. Фрумкин и сотр. показали, что перенапряжение перехода определяется строением двойного электрического слоя на границе раствор — металл. Можно полагать, что электрохимическая реакция протекает только при непосредственном соприкосновении реагирующих частиц с электродом, так как переход электронов на значительное расстояние маловероятен. С этой точки зрения следует считать ре-акционноспособными частицы, расположенные только в плотной части двойного электрического слоя (см. 174). Поэтому при расчете перенапряжения следует учитывать не электродный потенциалу и концентрацию реагирующих веществ в массе электролита, а падение потенциала и концентрацию реагирующих ионов в плотной части двойного слоя. Тогда в уравнение (184.17) входит дополнительный член, содержащий фгпотенциал [c.508]

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]

На рис. Vn, 7 дана схема строения такого двойного электрического слоя. На этом рисунке заштрихованная часть представляет твердую фазу, а незаштрихованная — раствор положительные и отрицательные ионы, образующие двойной слой, обозначены соответственно через и — свободные ионы электролита, всегда присутствующие в жидкости, чтобы не усложнять схему, не показаны. Рис. VH, 7 иллюстрирует также падение потенциала с уве-линением расстояния х от поверхности твердого тела, причем общий скачок потенциала в таком двойном слое является в то же время и скачком потенциала между твердой фазой и )аствором. [c.175]

Влияние концентрации коллоидной системы. Исходя из самых общих представлений, можно предполагать, что при разбавлении всякой коллоидной системы -потенциал должен возрастать, так как толщина двойного электрического слоя увеличивается в результате уменьшения концентрации противоионов в растворе. Вместе с тем при разбавлении может наблюдаться десорбция потен-циалопределяющего иона с поверхности дисперсной фазы, что должно приводить к падению фо-потенциала и соответственно -потенциала. Концентрирование коллоидной системы обуславливает, конечно, прямо противоположное действие. В каком направлении в итоге изменяется -потенциал при изменении концентрации коллоидной системы, очевидно, определяется тем, влияние какого из [c.195]

Некоторое повышение потенциала при введенйи небольших количеств хлорида натрия наблюдали и другие исследователи (Гаузер и Бендер, Марон с сотр.). Причина подобного явления заключается, возможно, в адсорбции глобулами анионов, присутствующих в системе. Падение потенциала при повышении концеитрации хлорида натрия объясняется, конечно, сжатием двойного электрического слоя. Этим же объясняется и резкое снижение потенциала при введении хлоридов кальция и алюминия. Прибавление больших количеств хлорида алюминия, как можно видеть на рисунке, ведет к перезарядке глобул. [c.384]

На рис. 55 показано падение потенциала в двойном электрическом слое около противоположных стенок согласно нредполо- [c.95]

С другой стороны, влияние поверхностных состояний на распределение поля двойного слоя в полупроводнике качественно аналогично влиянию специфически адсорбированных ионов на распределение потенциала в ионном двойном слое. В обоих случаях происходит уменьшение скачка потенциала г)) или г Зо — за счет роста скачка потенциала в слое Гельмгольца. По аналогии со стронием границы металл — раствор, когда д=—и г1зо=0, возможны такие поверхностные состояния, при которых падение потенциала в объеме полупроводника обращается в нуль г]35=0. Поведение такого полупроводника с точки зрения двойного электрического слоя приближается к поведению метал--лического электрода. [c.142]

Под строением двойного слоя понимают распределение зарядов в его ионной обкладке. Упрощенно ионную обкладку можно условно разделить на две части 1 — плотную, или гельмгольцев-скую, образованную ионами, практически вплотную подошедшими к металлу, 2 — диффузную, созданную ионами, находящимися на расстояниях от металла, превышающих радиус сольватированного иона. Толщина плотной части — порядка 10 см, диффузной — 10- —10 см. Величина скачка потенциала на границе раствор — металл складывается из падения потенциала в плотной части двойного слоя и падения потенциала в диффузной. Строение двойного электрического слоя определяется общей концентрацией раствора. С ее увеличением процессы, способствующие формированию диффузной части, ослабляются, размеры ее уменьшаются, двойной слой сжимается. В концентрированных растворах диффузная часть практически отсутствует и двойной электрический слой подобен плоскому конденсатору, что соответствуе т модели Гельмгольца, впервые предложившего теорию строения двойного слоя (1853 г.). Разность потенциалов, возникающую на границе раздела металл — раствор, называют электродным потенциалом.( [c.327]

Важная особенность влияния на строение двойного электрического слоя сильно адсорбирующихся ионов заключается в том, что в этом случае может наблюдаться не только падение, но и рост (pd- и -потенциалов это происходит, если высокий адсорбционный потенциал присущ ко ион у вводимого электролита (см. рис. VII—4). С другой стороны, сильно адсорбирующиеся противоионы способны вызвать .перезарядку поверхности после того как с повышением концентрации добавляемого электролита заряд адсорбционной части слоя противоионов станет равен заряду поверхности, адсорбционные взаимодействия могут привести к дополнительной, сверхэкви-валентной адсорбции противоионов, так что фй-потенциал изменит знак одновременно с ним изменит знак и электрокинетический потенциал. Действительно, изучение электрокинетических явлений, например измерение скорости электрофореза, показывает, что по мере увеличения концентрации электролита происходит падение -потенциала, и при некотором значении концентрации, называемом изоэлектрической точкой, электрокинетический потенциал становится равным нулю (рис. VII—20, кривая /) никаких электрокинетических явлений при этом [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология