Naslov
Utjecaj temperature na međupovršinske ravnoteže
(The influence of temperature on interfacial equilibria)

Autori
Čop, Ana

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Prirodoslovno-matematički fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
19.04

Godina
2005

Stranica
131

Mentor
Kallay, Nikola

Ključne riječi
međupovršina kovinski oksid/vodena otopina elektrolita ; međupovršinske ravnoteže ; površinski potencijal ; elektrostatski efekti na međupovršini ; termodinamika međupovršine ; entalpija protonacije ; hematitna elektroda
(metal oxide / aqueous electrolyte interface ; interfacial equilibrium ; surface potential ; electrostatic effects at interface ; interfacial thermodynamics ; enthalpy of surface protonation ; hematite electrode)

Sažetak
Temperaturna ovisnost ravnoteže na međupovršini kovinski oksid / vodena otopina elektrolita analizirana je numeričkim simulacijama u skladu s modelom površinskog kompleksiranja. Ispitan je utjecaj temperature, ionske jakosti i asocijacije protuiona na površinske gustoće naboja i potencijale u međupovršinskom električkom sloju. Temperaturna derivacija ravnotežnih parametara može dati informacije o entalpiji i entropiji površinskih reakcija, no pri tome je važan odabir parametara koje treba držati stalnim pri deriviranju. Derivacija empirijske konstante ravnoteže protonacije Kp pri stalnom površinskom potencijalu fi0 pokazuje da je elektrostatski doprinos entropiji protonacije zanemariv, dok su elektrostatski doprinosi reakcijskoj Gibbsovoj energiji i entalpiji protonacije približno jednaki i direktno vezani uz površinski potencijal fi0. Derivacija fi0 po temperaturi provedena je uz stalnost niza parametara, a smislen rezultat, tj. pozitivan elektrostatski doprinos entalpiji protonacije amfoternih površinskih skupina u području fi0 > 0 i negativan u području fi0 < 0, dobiva se jedino uz stalnu vrijednost površinske gustoće naboja sigma0. Sve druge ispitane mogućnosti daju suprotan rezultat. Derivacija fi0 uz stalan Kp daje standardnu entalpiju protonacije. Priređena je elektroda koja omogućava mjerenje površinskog potencijala fi0. Elektroda je načinjena iz monokristala hematita, čime je izbjegnut problem poroznosti oksidnog sloja. Potencijal ove elektrode mjeren je kao funkcija pH u otopinama različitih elektrolita i pri različitim temperaturama. Hematitna elektroda daje reproducibilne rezultate, posebno u kiselom području. Površinski potencijal je izračunat iz elektrodnih potencijala korištenjem izoelektrične točke. Nagib fi0(pH) niži je od Nernstovog, posebno u baznom području. Ovaj efekt je jače izražen pri višoj ionskoj jakosti. Eksperimentalni rezultati uspoređeni su s rezultatima numeričkih simulacija. Mogućnost mjerenja površinskog potencijala značajno pridonosi interpretaciji ravnotežnih podataka na međupovršini kovinski oksid / vodena otopina elektrolita i izboru teorijskog modela koji opisuje tu ravnotežu.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija

POVEZANOST RADA