Doble caa electrica

1. Potencial Eléctrico
Carga transportadaCarga transportada

2. cuando uno traslada una partícula desde el
infinito al vacío, desarrolla un trabajo, que
puede ser definido como:
q
w
cuando q → 0 se define el POTENCIALPOTENCIAL
ELECTRICOELECTRICO en el vacío y se le designa por
la letra E
Generalmente se le conoce como
diferencia de potencial

3. Otra definición
V (vol)
E (vol)

4. DOBLE CAPA
ELECTROQUIMICA
La zona de la interfase metal-
solución donde existen las especies
cargadas y los dipolos orientados es
llamada
DOBLE CAPA
ELECTROQUIMICA o DOBLE
CAPA ELECTRICA

5. DOBLE CAPA
ELECTROQUIMICA
Zona comprendida entre dos fasesZona comprendida entre dos fases
conductoras continuas donde se originanconductoras continuas donde se originan
las diferencias de potenciallas diferencias de potencial
Cada fase es eléctricamente neutra y enCada fase es eléctricamente neutra y en
la interfase se presenta una separación dela interfase se presenta una separación de
cargas.cargas.
El ordenamiento de las partículas
cargadas y dipolos orientados a lo largo
de la interfase metal - disolución se le
denomina doble capa electroquímica.

6. Esta doble capa electroquímica
permite explicar el comportamiento
cinético de los procesos del electrodo,
pues la velocidad de la reacción
electródica varía con el potencial en
la interfase y depende del número de
especies electroactivas presentes.

7. MODELOS DE LA DOBLE
CAPA ELECTROQUIMICA
MODELO DE HELMHOTZ (1879)
SuponeSupone lala existenciaexistencia dede unauna dobledoble capacapa dede
cargascargas,, unasunas situadassituadas en elen el ladolado del metal ydel metal y
laslas otrasotras deldel ladolado de lade la disolucidisolucióónn,, queque enen
conjuntoconjunto sese comportacomporta comocomo unun condensadorcondensador
dede placasplacas paralelasparalelas.

8. El exceso de carga sobre el metal
está equilibrado por una cantidad
equivalente de iones de carga
opuesta en la disolución, situados
a una distancia mínima fija del
metal y todas las cargas están
uniformemente distribuidas.
En este modelo la capacidad de
la doble capa debe ser constante,
dependiendo solo de la superficie
y de la separación entre las dos
capas, de modo que el potencial
deberá variar linealmente con la
distancia del metal, con un
gradiente dado por la densidad
de carga superficial.
φM
x →
φS

9. Sin embargo experimentalmente se ha
demostrado que la capacidad de la doble capa
depende de la densidad de carga superficial y
de la concentración de la solución. Cabe
pensar entonces que las cargas deberán estar
distribuidas no uniformemente.

10. MODELO DE GOUY-CHAPMAN
(entre 1910-1913)
Como la distribución de iones es análoga a la
dada por la Teoría de Debye-Hückel, en
cuanto considera la carga del espacio de la
interfase como una atmósfera iónica de la
superficie del metal cargada y supone que los
iones son cargas puntuales.

11. Al admitir que los iones son cargas
puntuales, éstos pueden estar a una
distancia cualquiera del metal, por muy
pequeña que sea, de modo que la
distribución de carga es continua hasta su
misma superficie.
φM
x→
φS

12. La simplificación hecha en este modelo
es incorrecta, ya que al calcular los
valores de la carga, estos resultan
mucho más altos que los encontrados
experimentalmente.

13. MODELO DE STERN
Para salvar las dificultades del modelo
anterior, Stern propuso un modelo donde
se combinan los dos modelos anteriores.
Supone que los iones pueden llegar hasta
una determinada distancia del metal, que
se define como
“PLANO DE MAXIMA
APROXIMACION”, determinada por el
radio de hidratación de los iones”.

14. φS
φM
x→

15. De este modo la distribución continua de carga está
cortada en el plano de máxima aproximación y en
consecuencia la doble capa queda dividida en dos
regiones:
capa compacta: llamada también capa de
Helmholtz o capa interna, que va desde el
metal al plano de máxima aproximación
capa difusa: que se extiende desde el plano
de máxima aproximación hasta el seno de la
disolución

16. Para explicar el comportamiento
experimental de la interfase de
determinados sistemas hay que
suponer la existencia de iones
adsorbidos específicamente junto
al metal modificando el modelo
anterior

17. MODELO DE GRAHAME
Este modelo introduce un plano
interno de máxima aproximación
hasta el que pueden llegar los
aniones adsorbidos, situado a una
distancia x1 del metal menor que x2,
distancia del electrodo hasta donde
pueden llegar los cationes, que
define el plano externo de máxima
aproximación.

18. Estos dos planos también se
denominan plano de Helmholtz
interno y plano de Helmholtz
externo, respectivamente.
El plano externo separa la capa
compacta de la capa difusa

20. Los modelos de la doble capa antes descritos no dan
cuenta de la posible influencia del disolvente en la
ordenación de la interfase
BOCKRIS, DEVANATHAN y MULLER han
presentado un nuevo modelo, en el que intervienen
los iones dipolos del disolvente.

21. BOCKRIS, DEVANATHAN y
MULLER
La capa difusa queda prácticamente igual
que en el modelo de Grahame, pero la
capa compacta viene sustancialmente
modificada al suponer que los cationes,
con sus envolturas de solvatación
primarias, permanecen fuera de la capa de
dipolos del disolvente orientado, mientras
que los aniones adsorbidos
específicamente pueden penetrar en dicha
capa de disolvente.