雙電層及其結(jié)構(gòu)模型(已修改)
2025-05-28 20:48 本頁(yè)面
【正文】 第四章 雙電層及其結(jié)構(gòu)模型 2 ?主要內(nèi)容： 研究界面電化學(xué)的意義，電毛細(xì)曲線及雙電層電容，雙電層結(jié)構(gòu)及理論模型。 ?教學(xué)要求： 1．了解研究界面電化學(xué)的意義，平板電容器的雙電層模型，分散雙電層模型。 2．理解電毛細(xì)曲線的測(cè)定，微分電容法， GCS分散型雙電層模型。 3．掌握理想極化電極、零電荷電勢(shì)的定義，雙電層結(jié)構(gòu)。 3 第一節(jié) 概述 一、研究電極 /溶液界面性質(zhì)的意義 界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)的影響： （ 1） 界面電場(chǎng)對(duì)電極反應(yīng)速度的影響 通過(guò)控制電極電位有效地、連續(xù)地改變電極反應(yīng)速度 （ 2） 電解液性質(zhì)和電極材料及其表面狀態(tài)的影響 4 二、研究界面結(jié)構(gòu)的基本方法 電極 /溶液界面、界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì) “電極／溶液界面”：指兩相之間的一個(gè)界面層，即與任何一相基體性質(zhì)不同的相間過(guò)渡區(qū)域。 界面結(jié)構(gòu)： 指在電極 /溶液界面過(guò)渡區(qū)域中剩余電荷和電位的分布以及它們與電極電位的關(guān)系。 界面性質(zhì)：指界面層的物理化學(xué)特性，尤其是電性質(zhì)。 5 研究電極 /溶液界面的思路： ?通過(guò)使用一些可測(cè)的界面參數(shù)來(lái)研究電極 /溶液界面； ?根據(jù)一定的界面結(jié)構(gòu)模型來(lái)推算界面參數(shù) ，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ汀? 研究的基本方法： 充電曲線法 、 微分電容曲線法、電毛細(xì)曲線法 6 研究電極 /溶液界面對(duì)研究電極的要求 直流電通過(guò)一個(gè)電極時(shí)，可能起到以下兩種作用： ?在界面上參加電化學(xué)反應(yīng)而被消耗 ； ?用來(lái)改變界面結(jié)構(gòu)， 參與建立或改變雙電層。 fRC電極等效電路圖 41(a) 動(dòng)畫(huà) 7 理想極化電極（重要概念） ?定義： 在一定電位范圍內(nèi)，有電量通過(guò)時(shí)不發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的電極體系稱為 理想極化電極 。 理想極化電極等效電路C8 ?常用的理想極化電極 ——滴汞電極 在＋ ~極是理想極化電極。 eHgHg ?? ?? ?HgKeK ????????9 第二節(jié) 電毛細(xì) 現(xiàn)象 和 雙電層微分電容 一 、 電毛細(xì)曲線 電毛細(xì)現(xiàn)象和電毛細(xì)曲線概念 電毛細(xì)現(xiàn)象： 界面張力 σ隨電極電位變化的現(xiàn)象 。 電毛細(xì)曲線： 界面張力與電極電位的關(guān)系曲線 。 視頻 1 視頻 2 10 電毛細(xì)曲線的測(cè)定 體系平衡時(shí)： ∴ 恒定一個(gè)電位 ，通過(guò)調(diào)節(jié)貯汞瓶高度使彎月面保持不變，從而求得 。 毛細(xì)管靜電計(jì)示意圖rgh??? c o s2?Kgrh ?? ??? co s2?? 圖 42 11 電毛細(xì)曲線 : 圖 43電毛細(xì)曲線（ Ⅰ ）與表面電荷剩余電荷密度與電位曲線（ Ⅱ ） 思考： 電極電位變化怎么能導(dǎo)致界面張力發(fā)生變化呢？ 12 理想極化電極表面電毛細(xì)曲線的微分方程： （ 41） 由式（ 41）繪制曲線得表面剩余電荷密度與電
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