【Conhecimentos Básicos 9】O que é a dupla camada elétrica? (Perguntas e respostas com prêmios)

O interior da partícula é chamado de núcleo da partícula. Geralmente, ele carrega carga negativa, formando uma camada de íons negativos (ou seja, a camada de íons que determina o potencial elétrico). Do lado externo, devido à atração elétrica, forma-se uma camada de íons positivos (camada de íons opostos), que inclui a camada de íons inativos e a camada de difusão. Juntas, essas camadas formam o duplo camada elétrica: a primeira camada é composta por íons que se ligam exclusivamente à superfície, enquanto a segunda camada é a camada de difusão, que depende das forças eletrostáticas.

Dentro das partículas, geralmente existe uma camada de carga negativa, formando assim um camada com carga negativa. Do lado de fora, devido aos eletrolitos presentes, forma-se uma camada de carga positiva; essa estrutura é chamada de dupla camada de eletricidade. A primeira camada são os íons adsorvidos na superfície. A segunda camada é a camada de difusão, que se baseia na adsorção eletrostática.

Qualquer contato entre duas fases diferentes gera uma diferença de potencial entre elas, e isso se deve à separação das cargas elétricas. Cada uma das duas fases possui carga excedente; a quantidade de carga é igual, mas os sinais são opostos. Isso faz com que as fases se atraiam, formando assim um duplo camada elétrica.

Por favor, explique o que é camada dupla de eletrões Após a superfície mineral da interface sólido-líquido ficar carregada,, devido à força eletrostática, ela atrai os íons de carga oposta presentes na solução aquosa. Isso faz com que se forme uma estrutura de dupla camada, com sinais de carga opostos, em ambos os lados da interface sólido-líquido. Essa estrutura é chamada de dupla camada elétrica.

Teoria da dupla camada elétrica: A ação eletrostática do núcleo coloidal atrai os íons opostos presentes na solução para sua volta. Devido à atração eletrostática exercida pelos íons de carga positiva e à difusão causada pelo movimento térmico dos íons opostos, além da hidratação dos íons opostos pela solução, a concentração desses íons diminui gradualmente à medida que aumenta a distância em relação à superfície sólida. A distribuição segue a lei de Boltzmann. O cientista alemão W. Nernst forneceu uma boa explicação sobre o mecanismo de geração do potencial eletroquímico dos eletrodos. Ele acredita que, quando um metal é inserido em sua solução salina, os íons positivos na superfície do metal são afetados pelas moléculas de água polares. Isso faz com que esses íons tenham a tendência de se tornarem íons solvatados e entrar na solução, deixando os elétrons na superfície do metal. Quanto mais ativo for o metal e menor for a concentração de íons positivos na solução, maior será essa tendência. Ao mesmo tempo, os íons metálicos presentes na solução também têm a tendência de se depositar na superfície do metal. Quanto maior a concentração de íons metálicos na solução, e quanto menos ativo for o metal, maior será essa tendência. Quando as taxas dos dois processos opostos, a dissolução e o depósito, se tornam iguais, é alcançado o equilíbrio dinâmico: quando a tendência do metal de se dissolver é maior do que a tendência dos íons metálicos de se depositarem, a superfície do metal fica carregada negativamente, enquanto a solução nas proximidades da superfície do metal fica carregada positivamente. Assim, forma-se uma “dupla camada de carga”. Por outro lado, se a tendência à deposição for maior do que a tendência à dissolução, formar-se-á uma camada de carga positiva na superfície do metal, enquanto a solução ao redor do metal terá uma camada de carga negativa. Como, quando a dissolução e o depósito atingem um equilíbrio, forma-se uma dupla camada elétrica, surge uma diferença de potencial. Essa diferença de potencial é chamada de potencial eletroquímico de equilíbrio do eletrodo, ou também de potencial eletroquímico reversível. A atividade dos metais varia, e, por isso, seu potencial eletroquímico também varia. Assim, o potencial eletroquímico pode ser utilizado para medir a capacidade dos metais de perder elétrons.

Qualquer contato entre duas fases diferentes gera uma diferença de potencial entre elas, e isso se deve à separação das cargas elétricas. Cada uma das duas fases possui carga excedente; a quantidade de carga é igual, mas os sinais são opostos. Isso faz com que as fases se atraiam, formando assim um duplo camada elétrica. 　　Na interface de duas fases entre o metal do elétrodo e o eletrólito, existe um potencial elétrico, o que também gera uma dupla camada, cuja espessura total é geralmente de aproximadamente 0,2 a 20 nanômetros. A fase metálica do eletrodo é um bom condutor; a carga excedente se concentra na superfície ； A resistência do eletrólito é alta; a carga excedente fica apenas parcialmente próxima à interface de fase, o que é chamado de camada dupla compacta (compact double layer) ； A parte restante fica em estado disperso, sendo chamada de camada dupla difusa (diffuse double layer) ； Há uma tradução errada como “camada de difusão”). Os passos fundamentais da reação eletroquímica – ou seja, a etapa de ativação – devem ocorrer dentro da camada densa. O processo de adsorção que afeta a reação eletroquímica também acontece na dupla camada elétrica. Portanto, o estudo da estrutura da dupla camada elétrica é de grande importância tanto para a teoria quanto para a prática da eletroquímica. 　　A superfície do núcleo coloidal possui uma camada de íons, que são chamados de íons de potencial. Essa camada de íons de potencial, por meio da ação eletrostática, atrai os íons com carga oposta presentes na solução para ao redor do núcleo coloidal. Os íons atraídos são chamados de íons antipares, e sua carga total é igual à dos íons de potencial, mas com sinal oposto. Dessa forma, na região da interface entre os diferentes estados do meio ao redor do núcleo gelatinoso, forma-se o chamado duplo camada elétrica.

Dentro das partículas, geralmente existe uma carga negativa que forma uma camada de carga negativa. Do lado externo das partículas, devido aos efluentes elétricos, forma-se uma camada de carga positiva; essa estrutura é chamada de dupla camada de eletricidade. A primeira camada são os íons adsorvidos na superfície. A segunda camada é a camada de difusão, que se fixa por meio da ação eletrostática.

Resposta correta: Quando o metal é imerso em uma solução eletrolítica, os átomos de sua superfície interagem com as moléculas de água polares presentes na solução, bem como com os íons eletrolíticos. Isso faz com que se formem estruturas com cargas opostas, um lado do metal e outro lado da solução.