Поляризацията в електролитни разтвори - studopediya

Електрическият двоен слой

Електролитен поляризация. Когато се потапя в електролитен разтвор, два електрода от същия метал, като всеки от тях придобива потенциал електрод определя от уравнението Нернст. Тази стойност капацитет се появява по време на електрохимичната равновесие, т.е.. Е. При липса на ток в електрическата верига между електродите. При свързване на електродите към външен потенциал мощност източник на всеки от електродите по отношение на промените в разтвор, което се отразява на динамиката на преход метални йони в разтвор и следователно структурата на близко-електрод двоен слой: в областта на катода в двойния слой на концентрацията на положителен увеличение йони, и анод област ще намалява и концентрацията съответно [с] а и [с] а. Това ще доведе до появата на електрическото поле interelectrode пространство, чийто интензитет е насочен противоположно на външното поле произвежда от източник на ток, т.е.. Е. Поляризация настъпва вещества между електродите. Потенциалите на електродите се променят и да станат равни на

Между електродите е потенциална разлика

количество Е се нарича електродвижеща сила (EMF) поляризация. То е насочено срещу потенциална разлика генерирана между електродите на външен източник на захранване. Големината на En, обаче, ще бъде определен от формула (4.20) само в началния момент, след преминаването на ток в електролитен разтвор на йони в разтвора въвеждане на електрохимична реакция с материала на електрод, съставът на която варира като води до промяна в поляризация напрежение. Силата на тока, протичащ през разтвор на електролит, причинено от разликата между външния напрежение и поляризация напрежение U, и следователно закона на Ом област верига, съдържаща електролит, има формата

Установяване едн и поляризация изчезване характеризират времето за релаксация, който е равен на около 10 -4 - 10 -2 сек.

Наличност поляризация напрежение води до определени трудности при измерването на съпротивлението на електролитни разтвори, тъй като токът в такива схеми, от една страна по-малко от това, което може да се очаква в съответствие със закона на Ом за метали, и второ, че не остават постоянни. Тези трудности се елиминират чрез използване на специален не-поляризиран електрод, който включва, например, често се използва при измерването на биоелектрична сребърен хлорид електрода. Такова електрод е съд А (фиг.), Напълнена с разтвор на калиев хлорид, който е потопен в сребърен проводник, покрит с тънък слой от AgCl. Електродът е свързан с верига частта от пробата чрез изходяща тръба В, който е разтвор на калиев хлорид и сребърен проводник е свързан към източник на ток или на галванометър. Ако преминаване на ток ще бъде положителен електрод сребро върху повърхността от разтвор освободен хлор, които обаче не води до поляризация на сребро, като чрез свързване към нея, образува сребърен хлорид, в резултат на сребърен хлорид увеличава дебелината на покритието. Ако отрицателния електрод е сребро, среброто от тях, разпределени атома, които отново не води до електрод поляризация. По този начин, за да не се случи всяка посока на поляризация електрод ток.

В допълнение към електролита, в биологични обекти появят някои по-специфични видове поляризация.

Повърхностно поляризация. Този тип на поляризация се среща в електролитни разтвори на органите, чиито повърхности са свързан електрически заряди (например, биологични мембрани). Тези йони са привлечени от разтвора, образувайки електрически двоен слой. В външно електрическо поле, преразпределение на йони в двойния слой, т. Е. явлението поляризация. Времето за отпускане на този процес от 1 милисекунда 1 сек.

Makrosgrukturnaya поляризация. Той се среща в електролитни разтвори в обекти със значителна електрически нехомогенност (например, клетки или органели). Положителни и отрицателни йони, които се движат под въздействието на външно електрическо поле в противоположни посоки, като в цитоплазмата и заобикалящата среда, да достигнат повърхността на мембраната и се натрупват около него, тъй като мембраната не минава много от йони чрез. В резултат на клетката и нейните органели придобиват диполни моменти. Времето за релаксация на поляризацията макроструктурни 10 -8 10 -3 сек. Този вид поляризация играе най-важната роля в биологичните системи, в сравнение с други видове поляризация, като всяка тъкан се състои от голям брой клетки. Ето защо, проницаемост на биологични обекти, измерена в статично електрическо поле е много висока.

Клетъчната мембрана, която разделя електрически заряди на противоположни знаци, кондензатор, чиито електрически капацитет се определя от поляризационни ефекти. Стойности на поляризация капацитет измерени в постоянен ток, а значително - от 0,1 до 10 кр на 1 м 2 на мембрана повърхност. Трябва да се отбележи, че голяма поляризация капацитет - характерна черта само непокътнати живите клетки, и когато те не умре рязко намалени. Към съда се прибавя поляризиращ се статичен капацитет биомембранни образува липидни слоеве с зарежда глава; достига стойност от около 1 KP на 1 м 2. статично и поляризация капацитет в биологични обекти могат да се разглеждат като свързани в серия.