15. Уравнение Нернста. Диффузный потенциал. Методы устранения диффузных потенциалов.
Металич св-ва между ионами наход в узлах крист решёт и электронов. Эта связь удерживается ионами. При соприкосновении Ме с р-ром на гранце соприкос возник двойн эл слой.
Величина электродного потенциала металлического электрода зависит от температуры и активности (концентрации) иона металла в растворе, в который опущен электрод; математически эта зависимость выражается уравнением Нернста (здесь F – постоянная Фарадея, z – заряд иона):
В уравнении Нернста εо – стандартный электродный потенциал, равный потенциалу электрода при активности иона металла, равной 1 моль/л. Стандартные электродные потенциалы электродов в водных растворах составляют ряд напряжений. Величина εо есть мера способности окисленной формы элемента или иона принимать электроны, т.е. восстанавливаться. Иногда различием между концентрацией и активностью иона в растворе пренебрегают, и в уравнении Нернста под знаком логарифма фигурирует концентрация ионов в растворе. Величина электродного потенциала определяет направление процесса, протекающего на электроде при работе гальванического элемента. На полуэлементе, электродный потенциал которого имеет большее (иногда говорят – более положительное) значение, будет протекать процесс восстановления, т.е. данный электрод будет являться катодом.
Контрацентрационные гальв цепи – сост из одинак электрод но с различ конц, ион в электрод р-рах. Энерг образ не за счёт энерг, а за счёт работы выравн конц. Более + зар будет иметь электр кот наход в более концен р-ре.
В гальв эл-тах на границе соприкаснов р-ров возник диффузн потенциал. Его величина зависит от подвижн ион и различ концен соприкоснов р-ров. Способ сниж диф пот: размещ между р-рами электролитов в котор помещ электроды, промеж р-ра такого эл-лита у котор подвижн катиона и аниона мало различ.
16. Двойной электрический слой. Электрокинетич явления. Строение мицеллы.
ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЛОЙ, тонкий поверхностный слой из пространственно разделенных электрич. зарядов противоположного знака, образующийся на границе двух фаз.. Образование Д.э.с. оказывает существенное влияние на скорость электродных процессов, адсорбцию ионов и нейтральных молекул, устойчивость дисперсных систем, смачиваемость, коэф. трения и др. св-ва межфазных границ. Наиб. детально строение Д. э. с. изучено на границе между металлич. электродом и р-ром электролита. Возникновение Д. э. с. на границе непроводящего твердого тела с р-ром связано либо с адсорбцией, либо с взаимод. поверхностных ионогенных групп твердого тела с молекулами р-рителя.
ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, группа явлений, наблюдаемых в дисперсных системах, мембранах и капиллярах; включает электроосмос, электрофорез, потенциал течения и потенциал оседания. Э. я. - потенциал течения - появление электрич. разности потенциалов на концах капилляра или мембраны при протекании жидкости. Обратное Э. я.-появление электрич. разности потенциалов на границах облака оседающих частиц, взвешенных в электролите.
Осн. роль в возникновении Э. я. играет двойной электрический слой (ДЭС), формирующийся у пов-сти раздела фаз. Внеш. электрич. поле, направленное вдоль границы раздела фаз, вызывает смещение одного из ионных слоев, образующих ДЭС, по отношению к другому, что приводит к относит. перемещению фаз, т. е. к электроосмосу или электрофорезу. Аналогичным образом при относит. движении фаз, вызываемом мех. силами, происходит перемещение ионных слоев ДЭС, что приводит к пространств. разделению зарядов в направлении движения и к перепаду электрич. потенциала.
Строение коллоидной мицеллы
Лиофобные коллоиды обладают очень высокой поверхностной энергией и являются поэтому термодинамически неустойчивыми; это делает возможным самопроизвольный процесс уменьшения степени дисперсности дисперсной фазы – коагуляцию золей. Тем не менее золям присуща способность сохранять степень дисперсности. Строение структурной единицы лиофобных коллоидов – мицеллы – может быть показано лишь схематически, поскольку мицелла не имеет определенного состава. Рассмотрим строение коллоидной мицеллы на примере гидрозоля иодида серебра, получаемого взаимодействием разбавленных растворов нитрата серебра и иодида калия:
AgNO3 + KI ––> AgI + KNO3
Коллоидная мицелла золя иодида серебра образована микрокристаллом иодида серебра. Заряженный кристалл – ядро мицеллы. Заряженное ядро притягивает из раствора ионы с противоположным зарядом – противоионы; на поверхности раздела фаз образуется двойной электрический слой. Некоторая часть противоионов адсорбируется на поверхности ядра, образуя т.н. адсорбционный слой противоионов; ядро вместе с адсорбированными на нем противоионами называют коллоидной частицей или гранулой. Остальные противоионы, число которых определяется, исходя из правила электронейтральности мицеллы, составляют диффузный слой противоионов; противоионы адсорбционного и диффузного слоев находятся в состоянии динамического равновесия адсорбции – десорбции.