Az elektródpotenciál és eredete
Interkonverzióját kémiai és elektromos energiaforrások zajlik elektrokémiai rendszerekben, amely az alábbi részekből áll:
1) vezetékek a második fajta - anyagok, amelyeknek ionos vezetőképesség - elektrolitok; 2) vezetékek az első fajta - olyan anyag, amelynek elektronvezetőképességgel érintkezve elektrolitok. A felület a két fázis a átadása elektromos töltés, azaz Az elektrokémiai reakció játszódik. Elektródák úgynevezett vezeték, amelynek az elektronikus vezetőképesség (vezetők az első fajta), és érintkezik az ionos vezető. Amikor elhaladnak a töltött részecskék (ionok, elektronok) szerte a fázishatáron, például az elektrolit oldat - fém, elektrokémiai reakció megy végbe. Ennek eredményeként, a fém és az oldatot elektromos töltésre tesznek szert, és a határfelületnél jön létre villamos kettős réteg (EDL), és a potenciális különbség a pozitív és negatív felületek okoz potenciális ugrás.
Mi lehet megkülönböztetni négy fő oka az esetleges csökkenés elektrokémiai rendszer:
1. Amikor érintkező a két fém M1 és M2 jelentése átmenetifém elektronok az egyik a másikra, amíg amíg el nem válik egyenlő elektrokémiai potenciál elektronok ezeket a fémeket és a telepített elektrokémiai egyensúlyt # 275; (M1) ↔ # 275; (M2). Ennek eredményeként az elektron átmenetek a határ a két fém potenciális folytatásban. A hajtóerő elektron átmenet a különbség az elektron kilépési munkáját a fémek M1 és M2.
Elhagyásával a fém rúd vagy a lemezt egy elektrolit oldatba, amely ionokat a fém, mint létrehozott elektrokémiai egyensúlyt. Ebben az esetben, a fémkationok oldatba megy (oldott fém), és fordítva, egy oldatot kationok lerakódnak a fém felületén. A feltétel egyensúlyi egyenlősége az elektrokémiai potenciálok M n + kationok oldatban a fém. Tekinthető a mérleg valójában az eredménye egy elektrokémiai reakció,
M + S ↔ [MS] n + + n # 275;
Fontos, hogy a generált elektronok maradnak a fém felületén, és a kationok, szolvatált molekulák S. oldószer fog felhalmozódni az oldatban elektrosztatikus hatás miatt mentén a negatív töltésű fém felületén pozitív kationok oldatban fogják irányítani. Így, a fém - elektrolit oldat elektromos kétrétegű jellemzi néhány lehetséges folytatásban.
Mindkét esetben a határ két különböző fázisai a potenciális ugrás történik, amely az úgynevezett-galvanikus potenciál, és amely tartalmazza a kémiai és elektrokémiai teljesítményt. Ha a potenciális különbség abból adódik különböző pontjain egy fázis, mint egy potenciális ugrás nevezett voltos potenciál (úgy véli, csak az elektromos munka).
2. Az elektróda - elektrolit oldat elektromos kettős réteg és a feszültségesés is előfordulhat miatt szelektív adszorpciója ionok azonos megjelölés az elektród felületén. Például, egy higany elektród feltöltetlen felülete érintkezésbe a KCl oldatot adszorbeált jodidion, és a K + kationokat mentén egy vonalban az adszorbeált anionok képeznek egy elektromos kettős réteg. Az ilyen adszorpció nélkül szintén lehetséges egy nem-fémes felülete és a kolloid részecskék.
3. Polar molekulák dipólusok amelyben az elektronsűrűség miatt mentén való elmozdulását kémiai kötések keletkeznek részleges pozitív és negatív töltések. Szelektív felszívódását az ilyen molekulák oldatból szilárd felületre olyan, hogy a molekulák a felületre merőleges. Ennek eredményeként, az újonnan alakult EDL és a lehetséges folytatásban.
4. A galvanoplasztikai cellában és elektrolízis feszültségesés az elektród - elektrolit oldatot során megváltozott a átáramlását a villamos áram miatt elektróda polarizáció.
Mindkét fázisban a fent látható, épített függetlenül meglévő töltött részecskék, és az átmenetet a fázis fázis egy nem-ekvivalens mennyiségű a felületi réteg az egyes fázisok vannak elektromos töltések egyenlő értékkel, de ellentétes előjelű. Ennek következtében az elektromos kettős réteg képződik, a töltésben jelentkező eltérést az elektródák között, amely okoz ugrás potenciál (elektród potenciál) (ábra. 1).
Vizsgálni, hogy a potenciális ugrás történik a felület között az aktív fém cinket fázisok süllyesztjük a sóoldat (ZnSO4). A poláros vízmolekulák az elektrolit oldat van vezetve, hogy a negatív pólus a fém felületén. cink-ionok kölcsönhatásba poláris molekulái víz alkotnak egy hidratált ion [Zn (H2 O) 4] 2+. és bemegy megoldás.
Következésképpen, a fémfelületet negatívan töltött, mivel izzik felesleges elektronok, és egy réteg megoldás szomszédos pozitívan képező adszorpciós és diffúziós rétegek az L1 és L2 (1. ábra).
Miután időt növeli a koncentrációt a kationok oldatban a fém felületén és annak a valószínűsége funkciója a fémkationok csökken, és a valószínűsége, hogy a visszirányú bemeneti őket, hogy a fém (adszorpciós) az oldat növekszik.
Végül arány ezen folyamatok vonalba esnek és a dinamikus egyensúly jön létre a határon a fém-elektrolit oldat. Az elektródok között a villamos kettős réteg, mint egy dinamikus egyensúly alakul ki:
ahol n-számú cink atomok a fém; x az a szám, hidratált cink-ionok feltörekvő a fém a külső lemez a kettős elektromos rétegű (oldatban); # 275; - elektron.
Dinamikus egyensúlyi van írva egy egyszerűsített formában: