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電極與溶液界麵的吸附現象

來源:電化學學習 瀏覽 228 次 發布時間:2022-04-12

糖心视频在线播放官网知道了物理吸附和化學吸附,那麽在電極溶液界麵上同樣也會發生吸附現象。

但是因為界麵上存在著電場作用,所以說其吸附現象除了原有吸附的規律以外,還有著一些特殊的規律。


比如之前所說在電極表麵帶有剩餘電荷的時候,會在靜電作用下使具有相反電荷的離子聚集到界麵區,這種吸附稱為靜電吸附。其次還有非靜電力作用的特性吸附。

糖心视频在线播放官网這邊定義能在電極溶液界麵發生吸附的物質稱為表麵活性物質,它可以使界麵張力(液體與另一種不相混溶的液體接觸,其界麵產生的力叫液相與液相間的界麵張力)降低。


糖心视频在线播放官网知道在溶液中電極表麵是吸附了一層極性水分子的。就是緊密層第一層定向排列的水分子偶極層。所謂的表麵活性物質隻有脫去其外部的水化膜,並且擠掉吸附在電極表麵的水分子,才有可能與電極表麵發生短程作用而聚集在界麵,也就是成為表麵活性物質。比如在前麵說緊密層結構時候的陰離子。

表麵活性物質與電極表麵發生的短程相互作用,包括鏡像力,色散力和類似於化學鍵的化學作用。


表麵活性粒子脫水化和取代水分子的過程將使體係自由能增加。與之相對應的短程相互作用將使體係自由能減少。這兩者相互抵消,如果可以使體係總的自由能減少就可以使吸附過程發生。


所以不同的物質發生特性吸附的能力不同,同一物質在不同電極體係中的吸附行為也不相同。本質的原因就在於體係自由能的變化並不相同。


自由能的定義是指在一個熱力過程中,係統減少的內能中可以轉變為對外做功的那部分,所謂對外做功的那部分實際上就是指有用的能量。


可以將其分為亥姆霍茲定容自由能和吉布斯定壓自由能。吸附過程使自由能降低,實際上無非就是指這樣一個吸附過程,是消耗有用功的。

電極溶液界麵吸附現象對電極過程動力學有重大影響。即使表麵活性粒子不參與電極反應,他們的吸附也會改變電極表麵狀態和雙電層中電位分布。


從而必然會影響反應粒子在電極表麵的濃度和電極反應的活化能(分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量,催化劑的作用就在於改變反應所經過的途徑,從而改變反應的活化能),使電極反應速度發生變化。


而如果表麵活性粒子是反應粒子或反應產物的時候,就會直接影響到相關步驟的動力學規律。