电极溶液界面结构与性质介绍
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2.6 有机分子在电极/溶液界面的吸附当向溶液中加入有机表面活性物质后,测量该溶液中的ϕσ-曲线和ϕ-Cd 曲线,将会发现:二曲线均有显著变化。
说明有机物的吸附会改变电极表面状态及界面结构、性质等。
因此它也必将对电极过程产生重大的影响,有必要研究。
2.6.1 有机物对界面性质的影响1. 电毛细曲线1)在0ϕ附近,↓σ,出现一平缓段(平台);ϕ远离0ϕ,有机物的影响消失,与没有有机物的曲线重合。
2)有机物的引入使0ϕ变得不明显了,实际上有正移的倾向。
3)加入的有机物浓度越大,↓σ越多,即12C C >,12σσ<,↓σ的电位范围也越广(但应有一浓度极限值,当有机物浓度增大到一定值时,界面张力不再下降,达到了饱和覆盖)。
2. 微分电容曲线32C C >1)在0ϕ附近,↓Cd ,且出现与ϕ无关的平台,与无机离子吸附不同。
2)ϕ偏离0ϕ时,即(↑-0ϕϕ),Cd 出现两个峰值;↑↑-0ϕϕ,恢复原状,与没有有机物时相同,二峰对应的ϕ称为吸、脱附ϕ。
3)23C C >,23Cd Cd <(0ϕ附近),且吸附的ϕ范围增大,峰值变大(与ϕσ-曲线一致),但并非总有↑i C ,↓Cd ,↓Cd 有一极限值。
后面将要讲,当有机物在表面到达饱和覆盖时,Cd 的下降达到极限值。
在含有不同浓度t-C 5H 11OH 的1N NaCl 溶液中测得的电毛细曲线 醇的浓度(N )分别为: 1-0;2-0.01;3-0.05;4-0.1;5-0.2;6-0.4有机表面活性物质对微分电容曲线的影响1-未加入活性物质;2-达到饱和吸附;3-未达到饱和吸附那么,如何解释ϕ-Cd 曲线中出现的平台以及峰值呢?再有,能否利用ϕ-Cd 曲线求有机物在表面的吸附量呢?茀鲁姆金做了这方面的工作,我们来介绍一下。
2.6.2弗鲁姆金的吸附假说所谓假说,就是说该理论没有严格的热力学依据,但可以解释实验现象。
我们就看一看这个假说的内容以及它是如何解释实验现象的。
电化学原理简答题第三章电极/溶液界面的结构与性质1.为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状?溶液界面存在双电层,剩余电荷无论带正电还是负电,同性电荷间相互排斥,使界面扩大,而界面张力力图使界面缩小,两者作用效果相反,因此带电界面的张力比不带电时小,且电荷密度越大,界面张力越小,因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。
2.标准氢电极的表面剩余电荷是否为零?不一定,标准氢电极电位为0指的是氢标电位,是人为规定的,电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子双电层外,还有吸附双电层\偶极子双电层\金属表面电位。
3.影响双电层结构的主要因素是什么?为什么?静电作用和热运动。
静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近,贴于电极表面排列,热运动使荷电粒子外散,在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。
4.什么叫Ψ1电位?能否说Ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关? Ψ1电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致?为什么?距离电极表面d处的电位叫Ψ1电位。
不能,因为不同的紧密层d的大小不同,而紧密层的厚度显然与电解质本性有关,所以不能说Ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关。
当发生超载吸附时Ψ1电位的符号与双电层总电位的符号不一致。
5.简要概括电极/溶液界面发展的四个阶段、优缺点及其主要内容。
①亥姆赫兹紧密双电层模型:主要内容:将双电层比作是平行板电容器优点:a能够解释界面张力随电极电位变化b能够解释微分电容曲线上所出现的平台区域缺点:a解释不了界面电容随电极电位和溶液总浓度的变化规律b解释不了在稀溶液中,零电荷电位下微分电容最小等实验事实②Gouy和Chapman分散层模型:主要内容:溶液中的离子在静电作用和热运动作用下,按位能场中粒子的波尔兹曼分配律分布,完全忽略紧密层,只考虑分散层。
优点:a能较好解释微分电容最小值的出现b能较好解释电容随电极电位的变化规律缺点:a理论计算微分电容值与实验事实相差太大b解释不了微分电容曲线上的“平台区”的出现③Stern模型(双电层静电模型):主要内容:双电层由紧密层和分散层两部分组成。