雙電層及其結(jié)構(gòu)模型-閱讀頁
2025-06-01 20:48本頁面
【正文】 電層結(jié)構(gòu)、界面吸附等方面的有關(guān)信息，這是氫標電位所做不到的。 零標電位： 相對于零電荷電位的相對電極電位。 0?30 五、特性吸附 ?特性吸附： 溶液中的離子還由于與電極表面的短程相互作用而發(fā)生的物理吸附或化學吸附 。 除了 F離子外， 幾乎所有的無機陰離子都或多或少地發(fā)生特性吸附 ?在實際工作中，人們常利用界面吸附現(xiàn)象對電極過程的影響來控制電化學過程。 雙電層大致有三類：離子雙電層；偶極雙電層； 吸附雙電層。 32 二、電極 /溶液界面的基本結(jié)構(gòu) 電極 /溶液界面相間的相互作用： ?靜電作用（長程力 ）：由電極與溶液的兩相中的剩余電荷所引起的相互作用 ?短程力作用 ：電極與溶液中各種粒子（離子、溶質(zhì)分子、溶劑分子等）之間的相互作用 ?熱運動：兩相中的荷電粒子都處于不停的熱運動之中 。 圖 48緊密雙電層結(jié)構(gòu) 34 靜電和熱運動共同作用下雙電層結(jié)構(gòu) 熱運動促使荷電粒子傾向于均勻分布 ，從而使剩余電荷不可能完全緊貼在電極表面分布，具有分散性，形成 分散層 。 如圖 49 在不同條件的電極體系中，雙電層的分散性不同。 ?在溶液相中： （ a）當溶液總濃度較高、電極表面電荷密度較大時，溶液中剩余電荷傾向于緊密分布，形成圖 48的緊密雙電層。 37 電極 /溶液界面剩余電荷分布和電位分布 圖 411金屬 /溶液界面剩余電荷與電位的分布 雙電層的金屬一側(cè)，剩余電荷集中在電極表面。 d為緊貼電極表面排列的水化離子的電荷中心與電極表面的距。緊密層厚度為 d。 （ 2）分散層電位分布：從 x=d到剩余電荷為零（溶液中）的雙電層部分即為 分散層 。 39 （ 3）距離電極表面 d處的電位（用 ψ1表示） 三種含義： ?距離電極表面一個水化離子半徑處的平均電位。 ?緊密層與分散層交界處的平均電位。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驗事實。 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，但理論計算的微分電容值卻比實驗測定值大得多，而且解釋不了微分電容曲線上“平臺區(qū)”的出現(xiàn)。這一模型對分散層的討論比較深入細致，對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)學方法處理分散層中剩余電荷和電位的分布及推導出相應的雙電層方程式 。 44 上述三種模型的圖像如圖 圖 45 波克里斯等人認為，當緊密層與電極表面之間電場強度較大時，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。存在特性吸附的雙電層結(jié)構(gòu)如圖（ b）所示。 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)Helmhel
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