Слой - гельмголец
Cтраница 3
В слой Гельмгольца входят ионы, расположенные на минимальном удалении от поверхности металла. Здесь они удерживаются силами электростатического взаимодействия. Центры этих сольватированных ионов образуют плоскость максимального приближения иона к металлу. Тепловое движение и взаимное отталкивание одноименно заряженных ионов размывают слой Гельмгольца. Однако в целом двойной электрический слой электронейтрален, так как ионы его диффузной части также принимают участие в компенсации заряда поверхности металла. [31]
 |
Строение двойного электрического слоя в отсутствие специфической адсорбции ( а и при адсорбции анионов на положительно заряженной поверхности ( б. [32] |
В слой Гельмгольца входят ионы, расположенные на минимальном удалении от поверхности металла. Здесь они удерживаются силами электростатического взаимодействия. Центры этих сольватированных ионов образуют плоскость максимального приближения иона к металлу. Тепловое движение и взаимное отталкивание одноименно заряженных ионов размывают слой Гельмгольца. Однако в целом двойной электрический слой электронейтрален, так как иены его диффузной части также принимают участие в компенсации заряда поверхности металла. [33]
Часть же катионов под влиянием теплового движения удаляется на большее расстояние от частицы и образует диффузную часть двойного электрического слоя, или диффузный слой Гун. Между ионами слоя Гельмгольца и диффузного слоя Гун идет непрерывный равновесный обмен. В пределах слоя Гельмгольца наблюдается резкое падение электрического потенциала, тогда как в диффузном слое Гун падение потенциала более плавное. [34]
Характер изменения потенциала в двойном электрическом слое позволяет выделить в нем плотную и диффузную части. Плотная часть двойного электрического слоя ( так называемый слой Гельмгольца) образована ионами, находящимися на минимальном расстоянии от поверхности раздела фаз. Такой слой подобен конденсатору с металлическими обкладками. Потенциал в нем меняется линейно. [35]
Двойной слой можно разделить на две области: плотный двойной слой, заключенный между электродом и плоскостью максимального приближения, и диффузный двойной слой, рас пространяющийся от плоскости максимального приближения в объем раствора. Плотный двойной слой называют также внутренним слоем или слоем Гельмгольца. [36]
Современная теория двойного электрического слоя использует теорию Гун - Чепмена для описания диффузий части этого слоя. В первоначальном виде теория Гун - Чепмена не учитывала наличия слоя Гельмгольца и поэтому ее допущения не позволяли правильно описать электрические явления, на которые существенное влияние оказывает плотная, непосредственно прилегающая к межфазной поверхности часть слоя. Пренебрежение размерами ионов приводит к тому, что не учитывается минимальная толщина слоя, и это в свою очередь вызывает большие ошибки при расчете параметров двойного электрического слоя. Теория Гун - Чепмена, учитывая только концентрацию и заряд ионов электролитов, не объясняет различного действия ионов разной природы, связанного со специфической адсорбцией их на межфазной поверхности. [37]
Современная теория двойного электрического слоя использует теорию Гун-Чепмена для описания диффузной части этого слоя. В первоначальном варианте теория Гуи - Чепмена не учитывала наличия слоя Гельмгольца, и поэтому ее допущения не позволяли правильно описать электрические явления, на которые существенное влияние оказывает плотная, непосредственно прилегающая к межфазной поверхности часть слоя. Пренебрежение размерами ионов приводит к тому, что не принимается во внимание толщина адсорбционного слоя, и это, в свою очередь, вызывает большие погрешности при расчете параметров двойного электрического слоя. [38]
Предложенная Штерном структура двойного электрического слоя является промежуточной между двумя крайними случаями, описанными Гельмгольцем и Гуи. Согласно теории Штерна, часть противоионов находится на молекулярном расстоянии от поверхности ядра ( слой Гельмгольца), а другая часть образует диффузный двойной слой по Гуи. [39]
До сих пор исследованные реакции в пленках не дают доказательства того, что скорость определяется диффузией продуктов реакции от поверхности раздела или реагирующих веществ через слой продуктов реакции. Значения б, полученные при использовании уравнения Нернста, имеют величину, близкую к толщине слоя Гельмгольца. Вне этого слоя концентрация растворенного вещества может рассматриваться равной концентрации, в объеме раствора. [40]
За пределами диффузионного слоя ионы электролита распределены равномерно. В водном ОДМ растворе электролита 1: 1 ( например, К СГ) толщина слоя Гельмгольца составляет 10 см, а диффузионного слоя 10 - 3 см. В электрическом поле анода, когда приложенный извне потенциал достигнет определенного значения, называемого напряжением разложения, начинают разряжаться анионы. Механизм их разрядки точно не известен. Электрон, уходящий с аниона на анод должен преодолеть силы связи с остающимся после его удаления радикалом, которые равны энергии сродства радикала к электрону, а также пройти расстояние в пределах области Гельмгольца. Возможно, что электрон с аниона переходит на молекулу растворителя, сольватирующую поверхностные атомы анода. [41]
Это выражение в сочетании с аппаратом статистической механики использовано вначале для описания области, расположенной вне слоя Гельмгольца и содержащей сильно разбавленный раствор, а затем для вывода формулы изотермы адсорбции во внутреннем слое. В результате получены поправки к классическим уравнениям, выведенным интуитивно, а также сформулированы критерии применимости локальной термодинамики. [42]
Таково строение двойного электрического слоя по Штерну ( рис. 43 / / /), теория которого является наиболее общей. При разбавлении раствора структура двойного электрического слоя приближается к структуре слоя Гун, а при повышении концентрации - слоя Гельмгольца. [43]
Отрицательно заряженные электроды электростатически связывают на поверхности только положительные ионы, однако при наличии специфического взаимодействия с отрицательными ионами необходимо учитывать и избирательную адсорбцию. Обычно в водных растворах степень гидратации анионов и радиус тидратированных анионов меньше, чем у катионов, и поэтому избирательно адсорбирующиеся на поверхности анионы внутри слоя Гельмгольца окружены гидрати-рованными катионами, что приводит к образованию нового слоя. Плоскость с избирательно адсорбирующимися ионами называют внутренней, а плоскость с электростатически связанными ионами - внешней плоскостью Гельмгольца. [44]
Наиболее общая теория двойного электрического слоя, объединяющая теорию молекулярного конденсатора и теорию диффузного двойного слоя Гун, была разви та Штерном. Согласно теории Штерна, некоторая часть ионов, компенсирующих заряды на поверхности твердой фазы, находится непосредственно около нее, образуя молекулярный двойной слой типа слоя Гельмгольца ( или, иначе, адсорбционный слой), а остальная часть компенсирующих ионов распределена диффузию в глубь жидкости, образуя слой типа диффузного слоя Гун. При разбавлении раствора структура двойного электрического слоя в целом приближается к типу слоя Гун, а при увеличении концентрации - к слою Гельмгольца. [45]
Страницы: 1 2 3 4