双电层理论一. 界
面与际相一个相的表 面作“叫面界 ,界面”的廓轮清晰,他的范围不会超一过原 子,可层以看是成另与一相相接触互的表面 。相:指两际相之,间质变化性的区,窄宽域不,其等范围小两个分之子直 , 大到径数千埃个上以; 性质与其相两任中一意相本体性质都有的不 同所 。个一电系统极也从,在面界相和际如, 1图- 所1。示际内溶相的液 性发生变化质 ,如例溶浓液度与本浓体不度同 。溶液中当含表面有性物质活, 时面表活性物的质面吸附使表 C 表C>本 体。际相内了除浓度着随距离变改,各外 类双电电层位差相在际立建; 各吸类现象附在际发相生 ;多大数电学反化 应电极反应() 相在际进行 。极系统的电种各特都将在相性际中分充映出来。
反界相
际
相M
L
体
本
图 11- 极系统电相、的界相相和际M- 属金相;L-电解溶质液二. 电双层形成的 属金由具是有一定结力的原子合或离子结而合的成晶体晶体点。阵 上的点离开质阵点变成子需离能量要需要,外力做功 任何。一种属与金电质解
溶接液触,时界面上的其原(或离子)子间之然必生发相互作,形成双用电层 。 .界1电面层荷( 1当性)不质同相接触时,的在相面界形成了不上性同的质电势差。 2)出(现势差的原电因是电粒带或子偶极子界面层中在非均的匀分 布电双层由:于极和电溶液界带有的面荷符电号反相,电故/极溶液面 上界的电荷物质能分部地向定列排在面界侧。两2.界面电 荷的形层成( 1)发自成形的电双层
M
+
S
+
+ M +
S
+++ +
M
+ + + + + +
+S
+ +++ ++
++
(a)离+双子电层
(
)吸b双附电层
c(偶)极电双层
(
2)制形强的双成电 金属层电与电极质解液接溶, 触可自发形以双电层成 ,可也在外电以作源用 下强形制双电层。成以下电极反如应例为
:
g
H
Kl +C++ + ++- - ---- 理想极
化电极
2gH–e2-= Hg 2+ 2,K + + -e= ,K
φ
= 01.V φ -1=6.
理想V极电极:化 在一的定势电范围,内 可以借外助电源意任变双改层 电的电状带(况而改因界面变区电势差)的,而 不引致任何起化电反应的电极学 。如 KlC溶 中液汞电的。 不极化极电极:指有 流电过时通,电 极与溶液界面间电差势发生任不何 变的电极。 双化层的电建, 立引起位差电变的, 化这电种差位化变金属离对继续进子 溶入液阻滞作用有, 相有利反于返回属表金面 这。个两反的过相逐程趋渐于 度速等相的状态,即 达动态到衡平,最终在相界 建立面稳起的定子双离层。 电由可此以解, 释阴在保极中护, 果利如用加外流电直流或脉冲流来改 变双电层的电电状况带 ,引金起属与
介质间之电位变化的, 其使电差位到一 达个以可滞金属离阻子入介质转的范围中进而,使被得保护金(属阴)极的电化 学应降反甚至低停止
。
3双电.层的分电微 (1容)分电容微念概 想理化极电极为平作行电容器处板,电容理值一常数为即,
C
微分电
容引起电位微:变化小所需引时电入极面的电量, 表表征也界面在电极电位了生微小发变时所化备具的贮电荷的存 力能
。
0 rl
(3
1-)
C d
q dd
Cd
3(-)2
解池电效电路:等a
R l
b
也是说就这在种完极全化的电极系统中当流,一过个微小的外 电流时,作为电极材的料金属与介相相之质间有没荷电移, 亦转即没有极电应发生反全,电部流是用于只变界面的结改构起 使着电“容”器充的电作,用改双变电两层的电侧数量荷,时此 电系极统的界区可用一个相漏不电电容的器C 模拟。 微来分容曲线:电微分电容 用Cd 相于电对极电位φ的变化 所作 的线曲称,微分为容曲线电 。分微电容法:根据分微容电线所提曲供的息信研来界面究 构结性与质实验方法的 。微电分容线曲应用:的利用 0 判 断 正负 q;
研界面吸究 ; 求附余电荷剩q 积分电、 Ci容 从(0 到φ某电一φ位间的之均电 平称为容积电分
Ci 容 qq )o:
积分
电 容C i微分和容 Cd 电的系:关q dCd 分积常数φ= φ0时 q 0=:q d q Cd d
0
q
0
不
完全化极电极统等效系电路图 -3
2C
i
ci
F
R
这在种统系中 作,电为材极的金料属与溶相液之相间有荷转电移 ,即有电极反应发 生 由于金属和。液溶这个导两相体中号相反符过的剩电因荷电 作静力用都只,处能相于区界两的测不能分散到,相的各本体深处所以。这在种电极系 中,双统层电形成的除,上述表了力的作用面,还因外极电应反达到平衡 前电荷两在之间相的转而造成的电移荷离分。因此, 这种对极系电统 以外通流, 电则电流外除消耗于使外电层了充电,外 有还部一分耗消于是 极电应反一个向反方向应进。 所行以对于种这极来电说 ,外电的一流分使部 双电两侧层电的差改位变为,充电流电常把,种这流称为非法电拉电流第;外 流电的另部分,一进行电极反是的应电,把他流称法为第电拉流。样这电 极的系统相界的区就像一漏电个电的器。
容
考思: (1)在极阴保护,采中用直阴流极保护脉和电冲流阴保护, 极否脉冲是电阴极流护保可比以直流极保护阴好更是双电的层的 立?建( )脉2冲流在建立的双电电中层起引保护金被属与介质的电位 差否要是比直流极保阴引起护电位差的范围广更 ?(3)脉 冲流引起电的位电
差对属金离进入介质子阻的滞用 作加更确? (精 4)脉冲流跟电流电流相直是不是比能在够远更的离时较距好 引起的被保金护与属介质形成的双层电电位差化?
变电极电及极极化一.
极 电极电实际是上个半一池电一般是,由金属溶和构成的液系体。电极 分为又电单和机重多极两电种。 电机是指在电极的单界相(金面/属溶)液上进只行单的一电极反 应。 而多电极则重可能生发多个极电反应 。一个电在极上发生 个反两的称为二重应电,极 例在如氧的盐无溶酸液中的电极锌属即 此。 电极于还可分为以可电逆和极不逆电可极 单电。极往往可做到 以子交换电和质交换物平的衡, 成为可逆电极 。因此有单只电才极 可是能逆电可极,有衡电位平可。言重多极一电是般不可电极,只
逆
建立能非衡平位。电 . 单1电极单 电包极金属括电、气体电极和极氧还原电化极种。三 1()金电属极金属在 有自含己子离的溶液构成的中极电称为金电属。极此时金属 离子可以 过超界相面 并,建立起电平衡。极 铜在如酸硫溶中液建立 来起的衡电极即为这种平极,其电应反写可:为Cu
u 2 Ce
2
在uC/ CuOS4 相界面的发生只 C u2 (C u )Cu 2( so l) 的越迁如,果正是反应 C u2 (u C) uC2 (so l )则,电极金属的分部解溶,
双电层理论一. 界
面与际相一个相的表 面作“叫面界 ,界面”的廓轮清晰,他的范围不会超一过原 子,可层以看是成另与一相相接触互的表面 。相:指两际相之,间质变化性的区,窄宽域不,其等范围小两个分之子直 , 大到径数千埃个上以; 性质与其相两任中一意相本体性质都有的不 同所 。个一电系统极也从,在面界相和际如, 1图- 所1。示际内溶相的液 性发生变化质 ,如例溶浓液度与本浓体不度同 。溶液中当含表面有性物质活, 时面表活性物的质面吸附使表 C 表C>本 体。际相内了除浓度着随距离变改,各外 类双电电层位差相在际立建; 各吸类现象附在际发相生 ;多大数电学反化 应电极反应() 相在际进行 。极系统的电种各特都将在相性际中分充映出来。
反界相
际
相M
L
体
本
图 11- 极系统电相、的界相相和际M- 属金相;L-电解溶质液二. 电双层形成的 属金由具是有一定结力的原子合或离子结而合的成晶体晶体点。阵 上的点离开质阵点变成子需离能量要需要,外力做功 任何。一种属与金电质解
溶接液触,时界面上的其原(或离子)子间之然必生发相互作,形成双用电层 。 .界1电面层荷( 1当性)不质同相接触时,的在相面界形成了不上性同的质电势差。 2)出(现势差的原电因是电粒带或子偶极子界面层中在非均的匀分 布电双层由:于极和电溶液界带有的面荷符电号反相,电故/极溶液面 上界的电荷物质能分部地向定列排在面界侧。两2.界面电 荷的形层成( 1)发自成形的电双层
M
+
S
+
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S
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M
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+S
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++
(a)离+双子电层
(
)吸b双附电层
c(偶)极电双层
(
2)制形强的双成电 金属层电与电极质解液接溶, 触可自发形以双电层成 ,可也在外电以作源用 下强形制双电层。成以下电极反如应例为
:
g
H
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化电极
2gH–e2-= Hg 2+ 2,K + + -e= ,K
φ
= 01.V φ -1=6.
理想V极电极:化 在一的定势电范围,内 可以借外助电源意任变双改层 电的电状带(况而改因界面变区电势差)的,而 不引致任何起化电反应的电极学 。如 KlC溶 中液汞电的。 不极化极电极:指有 流电过时通,电 极与溶液界面间电差势发生任不何 变的电极。 双化层的电建, 立引起位差电变的, 化这电种差位化变金属离对继续进子 溶入液阻滞作用有, 相有利反于返回属表金面 这。个两反的过相逐程趋渐于 度速等相的状态,即 达动态到衡平,最终在相界 建立面稳起的定子双离层。 电由可此以解, 释阴在保极中护, 果利如用加外流电直流或脉冲流来改 变双电层的电电状况带 ,引金起属与
介质间之电位变化的, 其使电差位到一 达个以可滞金属离阻子入介质转的范围中进而,使被得保护金(属阴)极的电化 学应降反甚至低停止
。
3双电.层的分电微 (1容)分电容微念概 想理化极电极为平作行电容器处板,电容理值一常数为即,
C
微分电
容引起电位微:变化小所需引时电入极面的电量, 表表征也界面在电极电位了生微小发变时所化备具的贮电荷的存 力能
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也是说就这在种完极全化的电极系统中当流,一过个微小的外 电流时,作为电极材的料金属与介相相之质间有没荷电移, 亦转即没有极电应发生反全,电部流是用于只变界面的结改构起 使着电“容”器充的电作,用改双变电两层的电侧数量荷,时此 电系极统的界区可用一个相漏不电电容的器C 模拟。 微来分容曲线:电微分电容 用Cd 相于电对极电位φ的变化 所作 的线曲称,微分为容曲线电 。分微电容法:根据分微容电线所提曲供的息信研来界面究 构结性与质实验方法的 。微电分容线曲应用:的利用 0 判 断 正负 q;
研界面吸究 ; 求附余电荷剩q 积分电、 Ci容 从(0 到φ某电一φ位间的之均电 平称为容积电分
Ci 容 qq )o:
积分
电 容C i微分和容 Cd 电的系:关q dCd 分积常数φ= φ0时 q 0=:q d q Cd d
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完全化极电极统等效系电路图 -3
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这在种统系中 作,电为材极的金料属与溶相液之相间有荷转电移 ,即有电极反应发 生 由于金属和。液溶这个导两相体中号相反符过的剩电因荷电 作静力用都只,处能相于区界两的测不能分散到,相的各本体深处所以。这在种电极系 中,双统层电形成的除,上述表了力的作用面,还因外极电应反达到平衡 前电荷两在之间相的转而造成的电移荷离分。因此, 这种对极系电统 以外通流, 电则电流外除消耗于使外电层了充电,外 有还部一分耗消于是 极电应反一个向反方向应进。 所行以对于种这极来电说 ,外电的一流分使部 双电两侧层电的差改位变为,充电流电常把,种这流称为非法电拉电流第;外 流电的另部分,一进行电极反是的应电,把他流称法为第电拉流。样这电 极的系统相界的区就像一漏电个电的器。
容
考思: (1)在极阴保护,采中用直阴流极保护脉和电冲流阴保护, 极否脉冲是电阴极流护保可比以直流极保护阴好更是双电的层的 立?建( )脉2冲流在建立的双电电中层起引保护金被属与介质的电位 差否要是比直流极保阴引起护电位差的范围广更 ?(3)脉 冲流引起电的位电
差对属金离进入介质子阻的滞用 作加更确? (精 4)脉冲流跟电流电流相直是不是比能在够远更的离时较距好 引起的被保金护与属介质形成的双层电电位差化?
变电极电及极极化一.
极 电极电实际是上个半一池电一般是,由金属溶和构成的液系体。电极 分为又电单和机重多极两电种。 电机是指在电极的单界相(金面/属溶)液上进只行单的一电极反 应。 而多电极则重可能生发多个极电反应 。一个电在极上发生 个反两的称为二重应电,极 例在如氧的盐无溶酸液中的电极锌属即 此。 电极于还可分为以可电逆和极不逆电可极 单电。极往往可做到 以子交换电和质交换物平的衡, 成为可逆电极 。因此有单只电才极 可是能逆电可极,有衡电位平可。言重多极一电是般不可电极,只
逆
建立能非衡平位。电 . 单1电极单 电包极金属括电、气体电极和极氧还原电化极种。三 1()金电属极金属在 有自含己子离的溶液构成的中极电称为金电属。极此时金属 离子可以 过超界相面 并,建立起电平衡。极 铜在如酸硫溶中液建立 来起的衡电极即为这种平极,其电应反写可:为Cu
u 2 Ce
2
在uC/ CuOS4 相界面的发生只 C u2 (C u )Cu 2( so l) 的越迁如,果正是反应 C u2 (u C) uC2 (so l )则,电极金属的分部解溶,