电极界面基本性质.ppt

2.双层方程式的推导出发点：两个（1）对于1-1价型电解质，势能场中离子的分布符合Boltzmann分布定律。2-5-1第32页,共62页，星期六，2024年，5月（2）Poisson公式假定溶液中离子电荷是连续分布的，可用静电学中Poisson公式把电荷密度与双电层溶液一侧的电位分布联系起来。当电位为x的一维函数时，2-5-2第33页,共62页，星期六，2024年，5月可根据2-5-1式计算：将（2-5-3）代入（2-5-2）式：2-5-32-5-4第34页,共62页，星期六，2024年，5月利用数学上关系式：在X=d~∞区间积分第35页,共62页，星期六，2024年，5月2-5-5第36页,共62页，星期六，2024年，5月对于（2-5-2）式在X=d～∞区间积分：若假设在x=o到x=d的空间范围内不存在剩余电荷，则应等于液相中全部剩余电荷qs,且等于-q2-5-6第37页,共62页，星期六，2024年，5月由2-5-5和2-5-6可得：仿此，对于Z-Z价型的电解质可以得到：2-5-72-5-7*第38页,共62页，星期六，2024年，5月（2-5-7）、（2-5-7*）均采用静电单位，如采用实用单位：在水溶液中25℃，T=298K1静电单位电荷=1/(3x109)库仑1静电单位电容=1/（9x1011)法第39页,共62页，星期六，2024年，5月3.讨论可以求出分散层中随X变化呈指数衰减.1.由2-5-5式第40页,共62页，星期六，2024年，5月3、讨论2、由2-5-7式位分可求C分散。第41页,共62页，星期六，2024年，5月2-5-8第42页,共62页，星期六，2024年，5月由此可见,采用分散双层理论模型可以较好地解释稀溶液中零电荷电势附近出现电容最小值.在稀溶液中,零电荷附近,C分散比C紧要小,所以C分散是决定界面电容的主要因素.但在远离零电荷电势处及溶液较浓时,按2-5-8求得电容值却比实验测得的值大得多,表示在这种情况下,决定界面电容的主要因素已不再是分散层电容而是紧密层电容了.第43页,共62页，星期六，2024年，5月2.关系2-5-92-5-10第44页,共62页，星期六，2024年，5月讨论两种极端情况1、当时：2-5-11此时界面相间电势几乎全部在液相中，液相中剩余电荷和相间电势具有很大的分散性。第45页,共62页，星期六，2024年，5月2、时，2-5-122-5-13第46页,共62页，星期六，2024年，5月将2-5-13写成对数第47页,共62页，星期六，2024年，5月若在1-1价型电解质的浓溶液中及远离处，并且保持一定条件下对微分：第48页,共62页，星期六，2024年，5月4.G-S方程的理论验证以上介绍了Stern处理双电层模型的基本图像和相应的理论分析，得到了若干比较合乎实际的结论。下面继而从微分电容曲线考察这一模型与实际结果吻合程度。第49页,共62页，星期六，2024年，5月根据Stern双电层模型，双电层可分为紧密层和分散层两部分第50页,共62页，星期六，2024年，5月2.6电极/溶液界面的吸附现象一、吸附定义：（１）有机分子、离子在电极表面与本体浓度不同，称吸附。（2）离子在电极表面的浓度不同，不是由静电引力引起的，而是某种短程力引起的，成为特性吸附。系指电极表面和活性粒子之间出现了在性质及强度上与化学键类似的相互作用。第51页,共62页，星期六，2024年，5月二、界面吸附的特殊性1.吸附粒子本身不参加电极反应，则吸附后会改变电极表面状态及界面层中的电荷分布，从而影响反应粒子的表面浓度及界面反应的活化能。2.反应粒子或反应产物能在电极表面上吸附，将直接影响有关分部步骤地动力学参数。第52页,共62页，星期六，2024年，5月三、不参与电极反应的表面活性粒子在

电极／溶液界面上的吸附表面活性物质－－能够强烈降低表面张力、因而容易吸附于电极表面的物质。表面活性物质分：离子型、中性有机分子型。有机分子吸附－非特性吸附；离子吸附－特性吸附。第53页,共62页，星期六，2024年，5月1.有机分子在电极／溶液界面上的吸附〈一〉有机化合物：绝