Кривые заряжения

Заряжение емкости двойного электрического слоя можно наблюдать и на некоторых металлах, если на электрод задать постоянный ток и регистрировать зависимость потенциала от времени или количества электричества. Такие зависимости называются кривыми заряжения.

Зависимость потенциала электрода от количества электричества получается в виде кривой, которая называется анодной кривой заряжения.

Из рисунка видно, что на зависимости E – Q можно выделить три области, соответствующие ионизации водорода (а), заряжению емкости двойного слоя (б), адсорбции кислорода (в). В области заряжения двойного слоя могут частично протекать и процесс ионизации водорода, и адсорбции кислорода. Из кривой заряжения может быть рассчитана емкость: C =

Предположим, что в кислый раствор опущен платиновый электрод с достаточно развитой поверхностью. Если через раствор пропускать водород при определенном давлении, то на электроде сравнительно быстро установиться равновесие. H₂ + 2H₂O = 2H_адс + 2H₂O = 2H₃O⁺ + 2e

3Н₂О – 2е = О_адс + 2H₃O⁺ - эта реакция является необратимой, и восстановление адсорбированного кислорода происходит при более отрицательных потенциалах. Поэтому, если на поверхности адсорбировать кислород, а затем электрод поляризовать катодным током (катодная кривая заряжения), то сначала потенциал резко сдвинется в отрицательную сторону (г), а затем электричество начнет расходоваться на реакцию удаления адсорбированного кислорода (д). далее следует двойнослойная область (е) и область осаждения водорода (ж).

Кривые заряжения могут быть получены также методом быстрого заряжения, когда на электрод подается большая плотность тока, а зависимость потенциал – время регистрируется осциллографом. За малое время снятия кривой растворенный молекулярный водород не успевает продиффундировать к поверхности электрода и, таким образом, не вызывает роста тока ионизации. Предотвращения влияния молекулярного водорода можно добиться, используя электроды со сравнительно малой истинной поверхностью в контакте с очень малым объемом раствора, в котором общее количество растворенного водорода столь незначительно, что существенно не сказывается на результатах измерений.

Метод кривых заряжения применяют также при исследовании адсорбции органических соединений на электродах. В этом случае наиболее целесообразно использовать метод быстрого заряжения и по количеству электричества, пошедшего на восстановление или окисление вещества, определять его адсорбцию.