Intervalele interfazice incarcate sunt limitele dintre fazele care contin taxe mobile (electroni si ioni).
Săriile interfonice ale potențialului sunt localizate pe astfel de limite și apare diverse fenomene de adsorbție a componentelor de fază. Regiunea de separare spațială a sarcinilor pe limita fazelor este adesea numită strat dublu electric (DES), deși în realitate acest termen este condiționat. În general, această secțiune de electrochimie poate fi privită ca un domeniu independent al fizicii și al chimiei suprafeței.
Pentru descrierea cantitativă a adsorbției de echilibru la limita de fază la presiune și temperatură constantă se utilizează ecuația de adsorbție Gibbs:
unde este lucrarea reversibilă a formării suprafeței și este excesul de suprafață (adsorbția) și potențialul chimic al componentei i. Dacă într-o anumită gamă de potențiale tranziția particulelor încărcate prin limita de fază nu are loc (adică așa-numita condiție ideală a sistemului fiind polarizată), atunci ecuația Gibbs poate fi transformată în forma:
(AN Frumkin, 1923). Un caz special al acestei ecuații de bază a electrocapilarității este ecuația Lippmann:
În aceste ecuații, q este sarcina liberă a suprafeței, E este potențialul electrodului și activitatea componentei i.
Dacă în soluție există un sistem redox, se stabilește un echilibru Ox + neRed pe electrod, iar potențialul electrodului este determinat de ecuația Nernst. atunci ecuația Gibbs, cu activitățile constante ale tuturor celorlalte componente și condiția ca adsorbția solventului să fie zero, să obțină forma
unde și sunt adsorbția Gibbs de Ox și Roșu. În acest caz, este posibil să se obțină două ecuații Lippman, iar valorile lui T ar trebui considerate drept sarcini totale de suprafață (în unități electrice).
Un parametru important al limitei interfazice este potențialul pentru care încărcările libere sau totale ale suprafeței - potențialul încărcării zero - devin zero. Noțiunea de potențial de încărcare zero a fost formulată de Frumkin (1927). Aceste potențiale joacă un rol important în fenomenele de adsorbție și udare. mecanica fizico-chimică a solidelor, în fotosimizarea electronilor din metal în soluție, în cinetica electrochimică și permite o înțelegere mai profundă a mecanismului de formare a lanțurilor electrochimice EMF.
Prima reprezentare model al structurii interfeței sub forma unui condensator plat, compus din strâns trase unul spre alte straturi de taxe de semn opus, a fost rugat să H. von Helmholtz în 1853. În viitor,
Sa demonstrat că, împreună cu dens (sau Helmholtz) strat sub acțiunea mișcării termice a ionilor se formează stratul difuz și a dezvoltat teoria acestui strat (Zh.Gui, D.Chapmen). Studiu DES a condus la concluzia că este necesar să se ia în considerare, de asemenea, fenomenele de formare, cum ar fi gazul de electroni se îndepărta de metal adsorbante dipolilor solvent adsorbția atomilor de hidrogen și oxigen molecule de adsorbție a compușilor organici. S-a arătat că unii ioni pot trece în adsorbția în starea adatom (adsorbție cu transfer de încărcare completă), iar acest proces are loc la formarea faza de construcție, atunci când implică date de ioni este imposibilă (în literatura engleză -. Depunerea underpotential UPD).
În descrierea modelului de adsorbție la limitele interfazate, sunt utilizate izoterme de adsorbție diferite. Una dintre cele mai aplicabile este isothermul, propus de A. N. Frumkin și care poartă numele său:
unde constanta echilibrului de adsorbție, gradul de umplere a suprafeței cu adsorbatul și a este o constantă de atracție, caracterizând interacțiunea laterală în stratul adsorbant.
- Acesta a dezvoltat un număr mare de metode electrochimice pentru studiul interfețelor încărcate se aplică, de asemenea, o varietate de metode fizice, inclusiv să le permită să studieze limitele interfazice la nivel atomic (tunelelor de scanare și microscopie de forță atomică).
Literatură recomandată
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: