2. Вопросы для подготовки к семинарским занятиям

Тема 1. Электрокапиллярные явления

1. Относительные поверхностные избытки.

2. Основное уравнение электрокапиллярности. Частные случаи основного уравнения электрокапиллярности – первое уравнение Липпмана и адсорбционное уравнение Гиббса.

3. Электрокапиллярные кривые в растворах поверхностно-неактивного электролита (на примере NaF). Расчет поверхностных избытков анионов и катионов, их зависимость от потенциала электрода.

4. Профили потенциала в растворах поверхностно-неактивного электролита (рассмотреть случаи q^(M)>0; q^(M)<0; q^(M)=0). Можно ли считать, что в растворе поверхностно-неактивного электролита при потенциале нулевого заряда гальвани-потенциал на границе раздела металл–раствор равен нулю?

5. Электрокапиллярные кривые (ЭКК) в растворах электролита, содержащего поверхностно-активные ионы (на примере NaI). Зависимость потенциала нулевого заряда и формы ЭКК от активности поверхностно-активного иона. Профили потенциала в растворах поверхностно-активного электролита.

6. Электрокапиллярные кривые в растворах, содержащих поверхностно-активные молекулы. Расчет поверхностного избытка адсорбированного органического вещества.

7. Достоинства и недостатки электрокапиллярного метода исследования ДЭС. Ограниченность этого метода, связанная с необходимостью использования только жидких электродов. Способы измерения поверхностного натяжения на твердом электроде.

Тема 2. Емкость межфазной границы раздела металл–раствор

1. Эквивалентные схемы электрода и электрохимической ячейки при протекании электрохимической реакции и в случае ее отсутствия.

2. Поляризационная, двойнослойная емкости, псевдоемкость. Понятие о фарадеевском импедансе.

3. Интегральная и дифференциальная емкости электрода, связь между этими величинами.

4. Способы измерения дифференциальной емкости электрода и применимость каждого из этих методов. Метод кривых заряжения. Кривые заряжения платинового электрода в растворах серной кислоты. Водородная, двойнослойная и кислородная области.

5. Дифференциальная емкость электрода (С_д) в растворе поверхностно-неактивного электролита. Зависимость C_д от потенциала электрода и от концентрации электролита. Природа минимума на кривой дифференциальной емкости в области потенциала нулевого заряда. Почему этот минимум проявляется лишь в разбавленных растворах?

6. Дифференциальная емкость электрода в растворах, содержащих поверхностно-активные ионы. Определение потенциала нулевого заряда в растворах, содержащих поверхностно-активные ионы, методом обратного интегрирования по Грэму.

7. Дифференциальная емкость электрода в растворах, содержащих поверхностно-активные органические молекулы. Природа максимумов на кривой зависимости С_д от потенциала. Модель параллельных конденсаторов. Будут ли проявляться эти максимумы на кривой зависимости интегральной емкости от потенциала?

Тема 3. Модельные представления о строении двойного электрического слоя

1. Модель Гельмгольца. Достоинства и недостатки модели, в каких случаях она может быть применена? Физический смысл величины диэлектрической проницаемости  в уравнениях ДЭС. Почему для водных растворов  берется равной ~ 10, а не 79? Профили потенциала ДЭС и зависимость С_д от потенциала согласно теории Гельмгольца.

2. Модель Гуи-Чапмена. Достоинства и недостатки модели. В каких случаях модель Гуи-Чапмена удовлетворительно согласуется с экспериментом?

3. Модель Штерна. Попытка Штерна учесть в своей модели работу сил специфической адсорбции. Внутреннее противоречие теории Штерна.

4. Модель Грэма в случае «равномерно размазанного» заряда. В чем преимущества модели Грэма по сравнению с теорией Штерна? Каким образом теория Грэма учитывает специфическую адсорбцию ионов?

5. Основные уравнения ДЭС. Правомочность применения каждого из этих уравнений при рассмотрении пространственного распределения зарядов. Уравнение Пуассона-Больцмана и его решение.

6. Уравнение Гуи-Чапмена в общем виде и для частного случая симметричного электролита. Зависимость _о потенциала от заряда поверхности металла и концентрации электролита (в растворах симметричного электролита, не содержащих поверхностно-активных ионов). Предельные случаи этой зависимости. Эффективная толщина диффузного слоя.

7. Расчет относительных избытков Г_+,2 и Г_–,2 в растворах симметричных электролитов. Метод Грэма-Парсонса (на примере раствора NaI).

8. Дифференциальная емкость электрода согласно теории Грэма. Почему, получив зависимость С_д от потенциала при одной концентрации поверхностно-активного электролита, ее можно теоретически рассчитать для других концентраций этого электролита?

9. Расчет относительных избытков Г_+,2 и Г_–,2 методом Гурвица-Парсонса.