Презентация на тему "Двойной электрический слой"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Двойной электрический слой

• 
  Слайд 2

  Граница электрод-раствор

  Переход электрона из металла на находящуюся в растворе частицу или обратный процесс — переход электрона с частицы на электрод — протекает на границе фаз и зависит от того, как построена эта граница

• 
  Слайд 3

  Адсорбция и пространственное разделение заряда

  Вследствие энергетически неравноценного состояния частиц на поверхности и в объеме раствора их равновесная концентрация изменяется по мере приближения к границе раздела фаз. Это явление получило название адсорбции. явление — пространственным разделением зарядов и обусловленным этим изменением гальвани -потенциала

• 
  Слайд 4

  Положительная адсорбция

  Если концентрация частиц увеличивается по мере приближения к поверхности, то адсорбция называется положительной (рис. 7.1, кривая 1). Положительная адсорбция может быть обусловлена «выталкиванием» частиц из объема на поверхность.

• 
  Слайд 5

  Причины

  гидрофобные органические вещества в водных растворах, которые нарушают водородные связи между молекулами воды в объеме раствора. Выигрыш энергии за счет восстановления этих связей при переходе органических молекул на поверхность и служит причиной их «выжимания» из объема раствора. взаимное притяжение между поверхностью электрода и частицами раствора. Это взаимодействие может быть чисто электростатическим (например, катионы притягиваются к отрицательно заряженной поверхности металла) или специфическим, обусловленным более сложными ковалентными) силами взаимодействия поверхности металла с адсорбированными частицами

• 
  Слайд 6

  Отрицательная адсорбция

  Если концентрация частиц убывает по мере приближения к поверхности, то адсорбция называется отрицательной (см. рис. 7.1, кривая 2).

• 
  Слайд 7

  Причины

  Отрицательная адсорбция может быть вызвана или втягиванием сильно сольватированных частиц с поверхности в объем раствора, или отталкиванием ионов от одноименно заря@ женнойповерхности электрода. Первыйэффект приводит к за@ метнойотрицательнойадсорбции только в концентрированных растворах (1 моль/л), в то время как отталкивание ионов от одно@ именно заряженнойповерхности электрода вызывает существен@ ную отрицательную адсорбцию и в разбавленных растворах

• 
  Слайд 8

  Уравнение Гиббса

• 
  Слайд 9

  Адсорбция в двухкомпонентной системе

• 
  Слайд 10

  Получаем

• 
  Слайд 11

  относительныйповерхностный избыток

• 
  Слайд 12

  Адсорбция и поверхностная концентрация

  Следует различать понятия поверхностного избытка Гi (адсорбции) и поверхностной концентрации Ai, т. е. количества компонента i, непосредственно связанного с единицей поверхности электрода. Обе величины (Гi и Ai) имеют одинаковую размерность (моль/м2), однако поверхностная концентрация — величина всегда положительная, тогда как поверхностный избыток может быть как положительным, так и отрицательным

• 
  Слайд 13

  Модель адсорбции на электроде

  поверхностный избыток (адсорбция) характеризует изменение состава поверхностного слоя по сравнению с некоторой идеальной системoй , в которой концентрация всех компонентов остается неизменной вплоть до границы раздела фаз. К такой идеальной системе близка по своим свойствам граница раздела между электродом, на поверхности которого нет свободных зарядов (q = 0), и разбавленным раствором электролита, ионы которого не «выжимаются» из раствора и не проявляют специфического взаимодействия с металлом электрода.

• 
  Слайд 14

  Потенциал нулевого заряда

  Электродный потенциал, при котором на поверхности электрода нет свободных зарядов (q= 0), называется потенциалом нулевого заряда Eq=0. Понятие о потенциале нулевого заряда как о важной электрохимической характеристике электрода было введено А.Н.Фрумкиным (1927 г.)

• 
  Слайд 15

  Трехэдектродная система

• 
  Слайд 16
  
• 
  Слайд 17
  
• 
  Слайд 18
  

  образование двойного электрического слоя всегда тесно связано с адсорбцией на границе электрод/раствор ионов и полярных молекул. Чтобы изучить строение двойного электрического слоя, помимо адсорбционных данных необходимо знать приведенные потенциалы ϕ0 и заряды поверхности электрода q. На основе этих данных далее строится модель двойного слоя, описывающая распределение заряженных частиц и потенциала в зависимости от расстояния до поверхности электрода

• 
  Слайд 19

  Адсорбционный метод изучения двойного электрического слоя

  необходимо использовать электроды с высокоразвитой поверхностью В расширенном понимании адсорбционный метод включает различные способы регистрации изменения концентрации (количества) адсорбата в объеме раствора или на поверхности электрода.

• 
  Слайд 20

  Идеально поляризуемый электрод

  если подводимое к электроду электричество затрачивается только на изменение заряда поверхности q, т. е. на электроде при заданном потенциале не протекает электрохимическая реакция.

• 
  Слайд 21

  Емкость двойного электрического слоя

  Двойной электрический слой в первом приближении можно рассматривать как конденсатор с удельной емкостью С в условиях идеально поляризуемого электрода. Если же электрод не является идеально поляризуемым, то часть подведенного электричества затрачивается на электрохимическую реакцию и отношение С= Δq/ΔE, называемое поляризационной емкостью, не равно емкости двойного слоя. Выделение последней из поляризационной емкости возможно лишь при количественном учете фарадеевского процесса (электрохимической реакции).

• 
  Слайд 22

  Электрохимический импеданс

  Измерение емкости можно проводить разнообразными приемами. Наиболее точные измерения основаны на использовании синусоидального переменного тока. Общее сопротивление электрической цепи такому току называется импедансом

• 
  Слайд 23
  

  Вольтамперометрические и кулонометрическиеметоды изучения строения двойного электрическогослоя и адсорбции на электродах

• 
  Слайд 24

  Совершенно поляризуемый электрод

• 
  Слайд 25

  Дофазовое осаждение

• 
  Слайд 26
  
• 
  Слайд 27

  Общая поляризационная емкость

  общая поляризационная емкость C складывается в этом случае из емкости двойного электрического слоя C д.э.с и некоторой псевдоемкости, представляющей собой величину

• 
  Слайд 28
  
• 
  Слайд 29

  Потенциалы Нернста и Вольта

• 
  Слайд 30

  Роль растворителя в формировании потенциала нулевого заряда

  Между атомами кислорода в молекулах Н2O и незаряженной поверхностью металла существует донорно-акцепторное взаимодействие, которое проявляется гораздо сильнее в случае галлия, чем в случае ртути. Возникающие вследствие такого взаимодействия хемосорбированные на галлии диполи воды вносят существенный вклад в отрицательную составляющую гальвани-потенциала .

• 
  Слайд 31

  Строение ДЭС

• 
  Слайд 32

  Эквивалентная электрическая схема модели ДЭС