雙電層及其結(jié)構(gòu)模型-資料下載頁
2025-05-12 20:48本頁面
【正文】 47） 圖 412雙電層電容組成 41 三、雙電層結(jié)構(gòu)模型 ?平板電容器模型：該模型把雙電層看作平板電容器，電極上的電荷位于電極表面，溶液中的電荷集中排列在貼近電極的一個(gè)平面上，構(gòu)成緊密層。緊密雙電層的電容為 C=ε/4πd （ 48） 該模型可以解釋界面張力隨電極電位變化的規(guī)律和微分電容曲線上所出現(xiàn)的平臺(tái)區(qū)；但解釋不了界面電容隨電極電位和溶液總濃度變化而變化，以及在稀溶液中零電荷電位下微分電容最小值等基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)。 42 ?分散雙電層模型：該模型認(rèn)為溶液中的離子電荷在靜電作用和熱運(yùn)動(dòng)作用下，不是集中而是分散的，分散的規(guī)律遵循玻耳茲曼分布，完全忽略了緊密層的存在。 該模型能較好地解釋微分電容最小值的出現(xiàn)和電容隨電極電位的變化，但理論計(jì)算的微分電容值卻比實(shí)驗(yàn)測(cè)定值大得多，而且解釋不了微分電容曲線上“平臺(tái)區(qū)”的出現(xiàn)。 43 ?雙電層靜電模型 GCS分散層模型： 該模型認(rèn)為雙電層是由緊密層和分散層兩部分組成的。這一模型對(duì)分散層的討論比較深入細(xì)致，對(duì)緊密層的描述很簡單，并且采用了與古依 查普曼相同的數(shù)學(xué)方法處理分散層中剩余電荷和電位的分布及推導(dǎo)出相應(yīng)的雙電層方程式 。 （ 1）斯特恩模型能比較好地反映界面結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況 ，但 雙電層方程式不能用作準(zhǔn)確計(jì)算 （ 2）對(duì)緊密層的描述過于粗糙。 44 上述三種模型的圖像如圖 圖 45 波克里斯等人認(rèn)為，當(dāng)緊密層與電極表面之間電場強(qiáng)度較大時(shí)，緊密層中包含了一層水分子偶極層，這層水分子在一定程度上定向吸附在電極表面上。圖像如圖 （ a） 所示 除了靜電力之外，在電極和溶液的界面上還存在非靜電力，發(fā)生離子或分子在電極上的非靜電的特性吸附。存在特性吸附的雙電層結(jié)構(gòu)如圖（ b）所示。 46 ?無離子特性吸附 ： OHP： 距離電極表面為d的液層，即最接近電極表面的水化陽離子電荷中心所在此液層稱為外緊密層或外亥姆荷茨 平面。 MOHP1x 2x21 xxd ??（ a） 外緊密層結(jié)構(gòu) 47 ?有離子特性吸附 : IHP： 陰離子電荷中心所在的液層稱為內(nèi)緊密層平面或內(nèi)Helmheltz平面。 IHPM（ b）內(nèi)緊密層結(jié)構(gòu) 48 “電極 /溶液 ” 界面模型概要（總結(jié)）： ?由于界面兩側(cè)存在剩余電荷（電子及離子電荷）所引起的界面雙電層包括緊密層和分散層兩部分 ?分散層是由于離子電荷的熱運(yùn)動(dòng)引起的，其結(jié)構(gòu)(厚度、 電勢(shì)分布等 )只與溫度、電解質(zhì)濃度（包括價(jià)型）及分散層中的剩余電荷密度有關(guān)，而與離子的個(gè)別特性無關(guān)； ?緊密層的性質(zhì)決定于界面層的結(jié)構(gòu)，特別是兩相中剩余電荷能相互接近的程度； 49 作業(yè) 什么是理想極化電極？什么是特性吸附？哪些類型的物質(zhì)具有特性吸附的能力？ 電極電位變化為什么使能導(dǎo)致界面張力發(fā)生變化？ 什么是電毛細(xì)現(xiàn)象？為什么電毛細(xì)曲線是具有極大值的拋物線形狀？ 什么是零電荷電位？為什么說它不是電極絕對(duì)電位的零點(diǎn)？研究零電荷電位有什么意義？ 50
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