загрузка...
 
10.2. Двойной электрический слой
Повернутись до змісту

10.2. Двойной электрический слой

При контакте проводников первого и второго родов на границе раздела фаз происходит электростатическое взаимодействие между заряженными частицами, которые находятся в приграничных слоях металла и электролита, и переход частиц из одной фазы в другую (рис. 10.1). При этом баланс зарядов в каждой фазе нарушается и возникает двойной электрический слой (обозначается ДЭС).

Двойной электрический слой (ДЭС) – это тонкий слой пространственно разделенных электрических зарядов противоположных знаков, образование которых на границе раздела фаз сопровождается возникновением разности потенциалов.

Рисунок 10.1 – Возникновение ДЭС:

а) активный металл; б) малоактивный металл

Рисунок 10.2 – Двойной электрический слой ДЭС в случае:

а) активного металла; б) малоактивного металла

ДЭС образуется на поверхности раздела фаз металл-электролит, когда тонкий приграничный слой каждой фазы получает противоположный заряд.

В результате электростатического взаимодействия между заряженными частицами может происходить как окисление металла Ме0 и переход его Меm+ в раствор, так и обратный процесс – восстановление катионов металла Меm+ из раствора и осаждение их на пластинке в виде чистого металла Ме0. При выравнивании скоростей обоих процессов устанавливается динамическое равновесие

Ме0 – m? ? Меm+.

Смещение равновесия в сторону прямой или обратной реакции зависит от природы металла и концентрации электролита. В случае активного металла (Mg, Al, Fe, Zn) преобладает прямая реакция – окисление. Часть атомов металла оставляет свои электроны на электроде (Ме0 ? Меm+ + m?) и переходит в раствор в виде катионов, а поверхность металла приобретает отрицательный заряд. Катионы Меm+, которые находятся в электролите, притягиваются к поверхности, поэтому приграничный слой раствора заряжается положительно. Таким образом, на границе металл–раствор образуется двойной электрический слой и возникает разность потенциалов. Смещение равновесия в сторону прямой или обратной реакции зависит от природы металла и концентрации раствора. В случае активного металла (Mg, Al, Fe, Zn) преобладает прямая реакция – окисление. Часть атомов металла оставляет свои электроны на электроде (Ме0 ? Меm+ + m?) и переходит в раствор в виде катионов, а поверхность металла приобретает отрицательный заряд. Катионы Меm+, которые находятся в электролите, притягиваются к поверхности, поэтому приграничный слой раствора заряжается положительно. Таким образом, на границе металл–раствор образуется двойной электрический слой и возникает разность потенциалов (рис. 10.2 а).

Если металл малоактивен (например, Cu, Ag, Au, Bi, Hg), то его катионы (соответственно Cu2+, Ag+, Au3+, Bi3+, Hg2+) проявляют заметную окислительную способность. В таком случае наблюдается обратный процесс: некоторая часть катионов из раствора подходит к металлической пластине, восстанавливается и осаждается на поверхности (Меm+ + m? ? Ме0). Благодаря осаждению катионов металла на поверхности, пластина заряжается положительно и притягивает к себе отрицательно заряженные ионы Меm+, находящиеся в растворе. Приэлектродный слой раствора заряжается отрицательно, а на границе раздела фаз металл–раствор возникает ДЭС (рис. 10.2 б).

Ключевые слова и термины

Русский

Украинский

Английский

Французский

Арабский

двойной электрический слой

подвійний електричний шар

double electrical layer

double couche ?lectrique

???? ???????? ??????

пластина

пластина

plate

plate, plaque

????

проводник первого рода

провідник першого роду

electronic conductor, first class conductor

conducteur de premier type

???? ?? ????? ?????

электростатическое взаимодействие

електростатична взаємодія

electrostatic interaction

interaction ?lectrostatique

??????? ?????????

Запомните!

Двойной электрический слой образуется на границе раздела электронного и ионного проводников.

Образование двойного электрического слоя сопровождается возникновением разности потенциалов.

Контрольные вопросы

Что называется двойным электрическим слоем?

Как образуется двойной электрический слой в случае: а) активного металла; б) малоактивного металла?



загрузка...