电化学基本原理与应用-第3章.pdf

第3章 “ 电极/溶液” 界面的 构造与性质 第三章“ 电极/溶液”界面的构造与性质 主要内容 3.1 界面荷电层的形成 3.2 相间电位与电池电动势 3.3 电极电位及其测量 3.4 “ 电极/溶液”界面参数的测量 3.5 “ 电极/溶液”界面构造的静电模型 3.6 “ 电极/溶液”界面上的吸附现象 第三章“ 电极/溶液”界面的构造与性质 电化学过程 电化学的核心 电极/ 电解质界面 3.1 界面荷电层的形成 3.1 界面荷电层的形成 当两种不同物体接触时，由于两相界 面上的种种界面作用(包括界面上发生的 电荷转移反应，带电粒子、偶极子的吸附 等)，导致在界面上形成与充电的电容器 相似的荷电层。 3.1 界面荷电层的形成 界面荷电层是自然界普遍存在的现象， 按形成机理主要有下面几种： （1）界面两侧之间的电荷转移 这是由于电子或离子等荷电粒子在两相中具 有不同的化学位所致。例如：(i)两种金属 界面上的电子转移；(ii)两种溶液界面上的 离子转移;(iii)金属、溶液界面上荷电粒子 (离子或电子)的转移。 ⎛ ∂G ⎞ μM (P ) ⎜⎜∂m ⎟⎟ ⎝ M ⎠mj ,T ,P 3.1 界面荷电层的形成 - e M+ M+ A- M M S S M S 1 2 1 2 界面两侧之间的电荷转移-离子双电层 3.1 界面荷电层的形成 （2）离子特性吸附（非库仑力产生），形成分 布于溶液一侧的荷电层。 （3）偶极子的定向排列，例如水偶极分子形成 溶液一侧的荷电层，原子或分子在界面 的极化也能导致电荷分离。例如当偶极 子在电极表面定向排列时，由于偶极子 的诱导，使金属表面层中的原子或分子 发生极化，产生分布于界面两侧的次级 荷电层。 3.1 界面荷电层的形成 H O H M S M S M S 离子特性吸附 水偶极分子吸附 偶极子的诱导 吸附双电层