ЗАДАЧИ

1. Некоторое весовое количество раствора NaCl ( молей) с мольной долей добавлено к высокопористому углю с площадью А. После осаждения угля супернатантный раствор имеет иную мольную долю: Адсорбированное количество рассчитывается как Какая величина рассчитана, т. е. для какого допущения относительно поверхности Гиббса?

2. Из уравнения Липпмана (51-7) получите соотношения Максвелла

что

3. Покажите, как можно получить поверхностную концентрацию для границы раздела ртуть—раствор по измерениям емкости двойного слоя

в зависимости от потенциала и концентрации Можно считать, что потенциал и поверхностное натяжение в точке нулевого заряда как функции концентрации известны.

4. (а) Потенциал точки нулевого заряда для ртути в различных растворах электролитов приведен в табл. 51-1. Он измерен относительно нормального каломельного электрода в Считая, что этот потенциал является термодинамической величиной, например не содержащей связанной с потенциалом жидкостного соединения неопределенности, обсудите, насколько хорошо предположение о том, что для границы раздела

табулированная величина представляет (или должна представлять)

где - квазиэлектростатический потенциал фазы относительно иона хлора, выбранного в качестве компонента , a - концентрация ионов хлора в 1 н. растворе электрода сравнения (разд. 40).

(б) Если потенциал нулевого заряда для границы раздела

измерен относительно каломельного электрода в том же растворе, то как следует рассчитывать этот потенциал относительно нормального каломельного электрода в

Если потенциал нулевого заряда для границы раздела пункта (б) измерен относительно каломельного электрода в 0,3 н. в системе с жидкостным соединением, то как следует определять его величину относительна нормального каломельного электрода в поправленную на жидкостное соединение? Решите задачу для случая, когда экспериментальный электрод сравнения находится в 1 н. растворе

Для границы раздела пункта (а) принять, что потенциал измерен относительно электрода из сернокислого свинца в том же растворе покажите, как нужно рассчитывать потенциал относительно нормального каломельного электрода в

Если для границы раздела пункта (а) потенциал измерен относительно каломельного электрода в 0,1 н. в системе с жидкостным соединением, то как следует находить его величину относительно нормального каломельного электрода в поправленную на жидкостное соединение?

(е) Как следует изменить значения в табл. 51-1, чтобы получить таблицы потенциалов нулевого заряда относительно водородного электрода в 1 М и относительно водородного электрода в 1 М ? Будут ли различаться эти таблицы? Что можно подразумевать под «потенциалом относительно стандартного водородного электрода»?

5. Пусть поверхностный избыток ионного компонента в диффузном слое определен как

[ср. с равенством (50-3)]. Для частного случая, когда все ионные заряды равны по величине, , покажите, что теория диффузного слоя дает выражение

Исходя из этого результата, покажите, что

и, следовательно, в отсутствие специфической адсорбции потенциал нулевого заряда изменяется с составом раствора как

где измерено относительно обратимого по аниону электрода сравнения. Покажите, что для потенциалов сил отталкивания Г, а имеет предельную величину вытеснения из двойного слоя: .

6. (а) Примените приближение Дебай—Хюккеля [уравнение (27-7] к теории диффузного слоя и покажите, что в этом приближении емкость диффузного слоя равна

б) Используя уравнения (52-8) и (52-10), покажите, что асимптотически, по мере стремления у к бесконечности, потенциал и электрическое поле в диффузном слое задаются формулами

где А — постоянная, не зависящая от у.

7. Для идеально поляризуемого электрода в растворе единственной соли при отсутствии специфической адсорбции покажите, как следует вычислять и в зависимости от q и если известна зависимость от q. Кроме того, можно считать, что потенциал и поверхностное натяжение в точке нулевого заряда известны как функции концентрации. Все ли последние сведения необходимы?