diplomsko delo
Vid Ravnik (Avtor), Miha Lukšič (Mentor)

Povzetek

Okoli nabitih površin (npr. makromolekule, biološke membrane, kovinske elektrode) se v raztopinah elektrolitov tvori električni dvosloj. V tem delu smo uporabili modificirano različico Poisson-Boltzmannove teorije (MPB), ki velikost ionov vpelje preko mrežnega modela idealnega Coulombskega plina. Študirali smo razporeditev ionov ob ravni, neskončno veliki nabiti plošči. Numerične rešitve MPB smo primerjali z rezultati kanoničnih simulacij Monte Carlo (MC), v katerih smo uporabili t.i. primitivni model raztopine +1:-1 elektrolita. Potek elektrostatskega potenciala in koncentracij ionov elektrolita blizu nabite stene je odvisen od velikosti ionov ter gostote naboja na steni. Rezultati MC in MPB metod za vrednosti koncentracije protiionov blizu nabite stene so različni. Opaženo razliko pripisujemo različnim modelom, ki jih MPB in MC metodi uporabljata za opis velikosti delcev (primitivni model elektrolita za MC ter mrežni Coulumbski plin za MPB). Pri MPB teoriji za močno nabite stene in velike delce elektrolita je koncentracija ob steni mnogo manjša v primerjavi z manjšimi delci, vendar tvori nasičen sloj v katerem je koncentracija večinoma konstantna. Pri rezultatih simulacij MC pa za podobne primere lahko opazimo drug sloj ionov, kjer se središče modelnih ionov nahaja en in pol premera stran od stene, koncentracija ionov v prvem sloju pa je neodvisna od velikosti delcev.

Ključne besede

električni dvosloj;elektroliti;Poisson-Boltzmannova teorija;Poisson-Boltzmannova enačba;kanonične simulacije Monte Carlo;diplomska dela;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.11 - Diplomsko delo
Organizacija: UL FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Založnik: [V. Ravnik]
UDK: 544.6.018.4:544.272(043.2)
COBISS: 1538314947 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 709
Št. prenosov: 200
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: The effect of ion size on the electrolyte distribution near a charged wall. A Poisson-Boltzmann and Monte Carlo study.
Sekundarni povzetek: Charged objects, e.g. membranes, macromolecules, metal surfaces, in contact with an electrolyte solution form an electric double layer. A modified free energy functional, valid within the Poisson-Boltzmann (PB) theory, obtained using a lattice version of the ideal Coulomb gas for the electrolyte, was used to account for the size of the electrolyte ions in contact with an infinite charged wall. The modified PB equation (MPB) was solved numerically. The results were compared with Canonical Monte Carlo (MC) simulations where a primitive +1:-1 model electrolyte was used. The electrostatic potential and concentration profile near a changed wall depends upon the size of the ions and the charge density of the wall. Close to the wall the disagreement between the MPB and MC results is magnified. This is attributed to differences in the models used in simulations and theory (primitive model vs. lattice Coulombic gas). For walls with high surface charge densities and for big ions, the concentration profile of the counterions obtained via MPB plateaus near the wall as it forms a saturated layer. The results of the MC simulations for similar cases sometimes show a second layer of ions one and a half diamater away from the wall and a much higher maximum concentration than predicted by the MPB theory.
Sekundarne ključne besede: electric double layer;Poisson-Boltzmann theory;canonical Monte Carlo simulation;
Vrsta dela (COBISS): Diplomsko delo/naloga
Študijski program: 1000373
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Fak. za kemijo in kemijsko tehnologijo
Strani: 44 str.
ID: 11216354