§ 6.5. Строение двойного слоя

На электроде процесс обмена носителями заряда с нонами протекает в том случае, если заряженная частица проходит через двойной слой из раствора к электроду или в обратном направле-

нии, причем ион будет испытывать влияние электрического поля двойного слоя.

В любом растворе электролита концентрация катионов и анио­нов одинакова: n_а = n_к. При погружении металла в раствор это ра­венство нарушается на расстоянии, равном толщине двойного слоя. В сильно концентрированном растворе диффузионная часть двой­ного слоя практически отсутствует (рис. 6.19), поскольку затруд­нена диффузия катионов в глубь раствора. Катионам, перешедшим из металла, нужно затратить довольно большую энергию на раз­двигание ионов раствора. В разбавленных растворах изменение

132

концентрации анионов и концентрации катионов происходит плавно, так как здесь имеется широкая диффузионная часть (рис. 6.20). Толщина диффузионной части двойного слоя возрастает с увеличением энергии теплового движения, обусловленной ростом температуры раствора. При одинаковой температуре и концентрации ширина двойного слоя уменьшается с увеличением валентности ионов. Увеличение общего скачка потенциала метала— раствор

уменьшает ширину двойного слоя, сжимая его за счет повышения

напряженности электрического поля. В возникновении скачка потенци­ала на поверхности электрода боль­шую роль играет адсорбция ионов или полярных молекул. В том случае когда поверхность металла способна адсорбировать катионы раствора, в непосредственной близости к електроду будет находиться такое количество катионов, положительний заряд которых численно превышает отрицательный заряд электрода Часть катионов двойного слоя уходит в раствор от поверхности електрода, в то время как другая частьоказывается притянутой адсорбционными силами из раствора. На некотором расстоянии от электрода двойной слой кончится, и раствор станет электронейтральным (рис. 6.21).

Изменение строений двойного слоя вызывается прохождением

електрического тока. Приложение внешнего поля к электродуизменяяет величину скачка потенциала и концентрацию катионов у поверхности металла. Прохождение тока сопровождается осаждением ионов металла из раствора электролита на электродах. Кроме того на электродах происходит разряд ионов водорода и гидроксильных групп. На катоде восстанавливаются катионы водорода, приводит к адсорбции его атомов и выделению газа. На аноде заряжаются гидроксильные группы с образованием кислорода и дальнейшей его адсорбцией.

§ 6.6. Контакт полупроводника с электролитом

Наличие на поверхности полупроводника пространственного заряда влияет на образование двойного слоя на границе полупро­водник— электролит. Фактически межфазо­вая граница полупроводник — электролит состоит из трех частей: слоя пространствен­ного заряда, плотной части двойного слоя, диффузионной части двойного слоя.

133

Ширина области пространственного заряда может достигать 10—³—10—6 см. Общий скачок потенциала складывается из падения потенциала в области пространственного потенциала, в плотной и диффузионной частях {рис. 6.22).