Todos os livros

Profissional

Apps Sobre Coach Entrar Começar a ler

Química · Glossário

O que é Dupla camada elétrica?

Também chamado de: camada de Helmholtz · camada difusa · comprimento de Debye · capacitancia da dupla camada

Definição 15.1 Química universitária — 3.º ano · Capítulo 15 — Cinética de eletrodo e eletroanálise

A dupla camada elétrica é o arranjo de cargas em uma interface eletrodo–solução: a carga do metal e a carga iônica que a compensa na solução. Sua parte compacta, a camada de Helmholtz, é a camada de íons e de moléculas de solvente em contato com a superfície; sua camada difusa é a região além dela, onde a agitação térmica espalha os íons em excesso sobre uma distância da ordem do comprimento de Debye κ−1\kappa^{-1}. A capacitância da dupla camada CdlC_{\mathrm{dl}} é a carga armazenada por unidade de área e por volt de potencial através da interface.

A dupla camada elétrica (modelo de Gouy–Chapman–Stern, esquema): um metal carregado negativamente, uma camada compacta de cátions no plano de Helmholtz e uma camada difusa onde os cátions superam os ânions em número sobre alguns comprimentos de Debye. Embaixo, o valor absoluto do potencial (negativo, como a carga do metal) cai linearmente através da camada compacta e depois exponencialmente na camada difusa.
A dupla camada elétrica (modelo de Gouy–Chapman–Stern, esquema): um metal carregado negativamente, uma camada compacta de cátions no plano de Helmholtz e uma camada difusa onde os cátions superam os ânions em número sobre alguns comprimentos de Debye. Embaixo, o valor absoluto do potencial (negativo, como a carga do metal) cai linearmente através da camada compacta e depois exponencialmente na camada difusa.

Exemplos

Exemplo 15.3 (A espessura da dupla camada)

Em água a 298.15 K298.15\,\mathrm{K} (εr=78.4\varepsilon_r = 78.4) com 0.10 mol/L0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L} de um sal 1:1 (I=100 mol m−3I = 100\,\mathrm{mol}\,\mathrm{m}^{-3}), κ−1=78.4×8.854×10−12×2479/(2×96 4852×100)=0.96 nm\kappa^{-1} = \sqrt{78.4 \times 8.854 \times 10^{-12} \times 2479/(2 \times 96\,485^2 \times 100)} = 0.96\,\mathrm{nm}; a 1.0 mmol/L1.0\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}, dez vezes mais. Um eletrólito suporte comprime a camada difusa a alguns diâmetros moleculares.

Ler no capítulo →