文档介绍：第二章电化学热力学
相间电位和电极电位
平衡电极电位
不可逆电极
电位-pH图
5/31/2018
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现代材料学--高分子材料
、相间电位和电极电位
一、相间电位
二、金属接触电位
三、电极电位
四、绝对电位和相对电位
五、液体接界电位
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相间电位是指两相接触时,在两相界面层中存在的电位差。
一、相间电位
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两相之间出现电位差的原因
带电粒子或偶极子在界面层中的非均匀分布。造成这种非均匀分布的原因可能有以下几种:
两相中出现剩余电荷。这些剩余电荷不同程度地集中在界面两例,形成所谓的“双电层”。
产生原因:带电粒子在两相间的转移或利用外电源向界面两侧充电。
例如,(a)所示的“离子双电层”。
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荷电粒子(如阳离子和阴离子)在界面层中的吸附量不同,造成界面层与相本体中出现等值反号的电荷,(b) 。
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在界面的溶液一例吸附溶液中的极性分子在界面溶液一侧定向排列,而形成偶极子层。(c)所示。
表面电位差。例如面偶极化的原子在界面金属一侧的定向排列所形成的双电层,(d)所示。
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离子双电层是相间电位的主要来源。所以,我们首先讨论第一种情况所引起的相间电位。
为什么会在两相之间出现带电粒子的转移呢?
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驱动力1---化学位之差
同一种粒子在不同相中具有的能量状态是不同的。当两相接触时,该粒子就会自发地从能态高的相向能态低的相转移。
假如是不带电的粒子,那么,它在两相间转移所引起的自由能变化就是它在两相中的化学位之差,即
式中:ΔG表示自由能变化;μ表示化学位。上标表示相,下标表示粒子。
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显然,建立起相间平衡,即i粒子在相间建立稳定分布的条件应当是
也即该粒子在两相中的化学位相等,即
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对带电粒子来说,在两相间转移时,除了引起化学能的变化外,还有随电荷转移所引起的电能变化。
建立相间平衡的能量条件中就必须考虑带电粒子的电能。
因此,我们先来讨论一下一个孤立相中电荷发生变化时能量的变化,再进一步寻找带电粒子在两相间建立稳定分布的条件。
驱动力2---电化学位之差
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