Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Адсорбционная теория Штерна


Штерн полагал, что ДЭС состоит из двух частей: плотного и диффузного, разделенных плоскостью, называемой плоскостью Гельмгольца. Определенная часть ионов удерживается вблизи поверхности раздела металл – электролит, образуя гельмгольцевскую или конденсированную обкладку двойного слоя; толщина плотного слоя равна радиусу гидратированных ионов (0,3-0,4 нм), а его диэлектрическая постоянная значительно ниже, чем в объеме раствора. Это обусловлено довольно жесткой ориентацией диполей растворителя в плотном слое как под действием электрического поля электрода, так и в результате их взаимодействия с металлом. Остальные ионы, входящие в ДЭС, распределяются диффузно с постепенно убывающей плотностью заряда. Для диффузной части ДЭС Штерн, как и Гуи, пренебрег собственными размерами ионов; диэлектрическая постоянная диффузного слоя принималась равной диэлектрической постоянной растворителя в объеме раствора. Кроме того, Штерн высказал мысль, что в плотной части ДЭС ионы удерживаются за счет не только электростатических сил, но и сил специфической адсорбции, то есть силами некулоновского происхождения. Поэтому в растворах, содержащих поверхностно-активные ионы, их число в плотной части ДЭС может превосходить заряд поверхности металла на некоторую величину, зависящую от свойств ионов и заряда металла.

Таким образом, по Штерну, следует различать две модели ДЭС, одна из которых относится к растворам поверхностно-инактивных электролитов, другая - к растворам, содержащим специфически адсорбирующиеся ионы.

В адсорбционной теории также сохраняется равенство

- qM = qL = q1 + q2 .

Плотность заряда со стороны раствора qL состоит из двух частей: плотности заряда в гельмгольцевском слое q1 и плотности заряда в диффузном слое q2 . Величина q2 зависит не от всего скачка потенциала между металлом и раствором, а лишь от той его части, которая приходится на падение потенциала в диффузной области ДЭС.

Теория Штерна позволяет определить z-потенциал как падение потенциала в диффузной части ДЭС, где уже потеряна прочная связь между металлом и ионами. При таком определении z-потенциал не должен совпадать с нерстовским потенциалом, как это и наблюдается на опыте. В растворах ПАВ z-потенциал не только не совпадает с общим скачком потенциала, но может отличаться от него и по знаку (см. рис. 32, б). Таким образом, теория Штерна смогла объяснить перезарядку поверхности твердого тела и изменение знака z-потенциала.



  а
    б
Рис. 32. Модель ДЭС по теории Штерна: а – для растворов поверхностно-инактивных электролитов, б – растворов, содержащих поверхностно-активные ионы

 

При бесконечно малой концентрации все заряды в растворе распределены диффузно, и строение ДЭС описывается теорией Гуи – Чапмана. Напротив, в концентрированных растворах строение ДЭС приближается к модели, предложенной Гельмгольцем. В области средних концентраций, где z сравним по величине с RT/F, его зависимость от концентрации можно выразить приближенными уравнениями:

для положительных величин z z = В - ln с ,

для отрицательных значений z z = В¢ + ln с .

Теория Штерна дает качественно правильную картину ДЭС. Определение емкости с использованием модели Штерна согласуется с опытом как по величинам емкости, так и по характеру ее зависимости от потенциала электрода и концентрации раствора. Но теория Штерна не свободна от недостатков. К их числу относится невозможность количественного описания емкостных кривых, особенно при удалении от потенциала нулевого заряда.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Теория диффузного двойного слоя Гуи – Чапмана | Дальнейшее развитие теории строения ДЭС

Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1816; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.