Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer
Grand canonical Monte Carlo simulation results are reported for an electric double layer modelled by a planar charged hard wall, anisotropic shape cations, and spherical anions at different electrolyte concentrations and asymmetric valencies. The cations consist of two tangentially tethered hard sph...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Condensed Matter Physics |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
2016
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155788 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer / M. Kaja, S. Lamperski, W. Silvestre-Alcantara, L.B. Bhuiyan, D. Henderson // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 1. — С. 13804: 1–10
 . — Бібліогр.: 39 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862616841774432256 |
|---|---|
| author | Kaja, M. Lamperski, S. Silvestre-Alcantara, W. Bhuiyan, L.B. Henderson, D. |
| author_facet | Kaja, M. Lamperski, S. Silvestre-Alcantara, W. Bhuiyan, L.B. Henderson, D. |
| citation_txt | Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer / M. Kaja, S. Lamperski, W. Silvestre-Alcantara, L.B. Bhuiyan, D. Henderson // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 1. — С. 13804: 1–10
 . — Бібліогр.: 39 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Condensed Matter Physics |
| description | Grand canonical Monte Carlo simulation results are reported for an electric double layer modelled by a planar charged hard wall, anisotropic shape cations, and spherical anions at different electrolyte concentrations and asymmetric valencies. The cations consist of two tangentially tethered hard spheres of the same diameter, d. One sphere is charged while the other is neutral. Spherical anions are charged hard spheres of diameter d. The ion valency asymmetry 1:2 and 2:1 is considered, with the ions being immersed in a solvent mimicked by a continuum dielectric medium at standard temperature. The simulations are carried out for the following electrolyte concentrations: 0.1, 1.0 and 2.0 M. Profiles of the electrode-ion, electrode-neutral sphere singlet distributions, the average orientation of dimers, and the mean electrostatic potential are calculated for a given electrode surface charge, σ, while the contact electrode potential and the differential capacitance are presented for varying electrode charge. With an increasing electrolyte concentration, the shape of differential capacitance curve changes from that with a minimum surrounded by maxima into that of a distorted single maximum. For a 2:1 electrolyte, the maximum is located at a small negative σ value while for 1:2, at a small positive value.
Представлено результати моделювання Монте Карло симуляцiй у великому канонiчному ансамблi для
електричного подвiйного шару поблизу плоскої зарядженої твердої поверхнi, який складається з катiонiв
анiзотропної форми та сферичних анiонiв при рiзних концентрацiях електролiту та для випадку асиметричної валентностi. Катiони складаються з двох тангенцiйно зв’язаних твердих сфер однакового дiаметру d. Одна сфера є зарядженою, а друга — нейтральною. Сферичнi анiони — це зарядженi твердi сфери
дiаметру d. Розглядається асиметрiя iонної валентностi 1:2 i 2:1, причому iони знаходяться у розчиннику як дiелектричне середовище при нормальнiй температурi. Симуляцiї здiйснювалися при концентрацiї
електролiту: 0.1, 1.0 i 2.0 M. Профiлi розподiлiв електрод-iон, електрод-нейтральна сфера, середня концентрацiя димерiв i середнiй електростатичний потенцiал обчисленi при фiксованому поверхневому зарядi
σ, в той час як контактний потенцiал електроду i диференцiйна ємнiсть представленi при зарядi електроду, який змiнюється. При збiльшеннi концентрацiї електролiта крива диференцiйної ємностi змiнюється
вiд мiнiмуму, оточеного максимумами, до форми iз спотвореним єдиним максимумом. Для електролiту
2:1, максимум розташований при невеликому вiд’ємному зарядi, в той час як для електролiта 1:2 — при
невеликому позитивному значеннi заряду.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:10:12Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-155788 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-324X |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T13:10:12Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Kaja, M. Lamperski, S. Silvestre-Alcantara, W. Bhuiyan, L.B. Henderson, D. 2019-06-17T12:32:11Z 2019-06-17T12:32:11Z 2016 Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer / M. Kaja, S. Lamperski, W. Silvestre-Alcantara, L.B. Bhuiyan, D. Henderson // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 1. — С. 13804: 1–10
 . — Бібліогр.: 39 назв. — англ. 1607-324X DOI:10.5488/CMP.19.13804 arXiv:1603.02445 PACS: 82.45.Fk, 61.20.Qg, 73.30.+y, 82.45.Mp, 61.20.Ja https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155788 Grand canonical Monte Carlo simulation results are reported for an electric double layer modelled by a planar charged hard wall, anisotropic shape cations, and spherical anions at different electrolyte concentrations and asymmetric valencies. The cations consist of two tangentially tethered hard spheres of the same diameter, d. One sphere is charged while the other is neutral. Spherical anions are charged hard spheres of diameter d. The ion valency asymmetry 1:2 and 2:1 is considered, with the ions being immersed in a solvent mimicked by a continuum dielectric medium at standard temperature. The simulations are carried out for the following electrolyte concentrations: 0.1, 1.0 and 2.0 M. Profiles of the electrode-ion, electrode-neutral sphere singlet distributions, the average orientation of dimers, and the mean electrostatic potential are calculated for a given electrode surface charge, σ, while the contact electrode potential and the differential capacitance are presented for varying electrode charge. With an increasing electrolyte concentration, the shape of differential capacitance curve changes from that with a minimum surrounded by maxima into that of a distorted single maximum. For a 2:1 electrolyte, the maximum is located at a small negative σ value while for 1:2, at a small positive value. Представлено результати моделювання Монте Карло симуляцiй у великому канонiчному ансамблi для
 електричного подвiйного шару поблизу плоскої зарядженої твердої поверхнi, який складається з катiонiв
 анiзотропної форми та сферичних анiонiв при рiзних концентрацiях електролiту та для випадку асиметричної валентностi. Катiони складаються з двох тангенцiйно зв’язаних твердих сфер однакового дiаметру d. Одна сфера є зарядженою, а друга — нейтральною. Сферичнi анiони — це зарядженi твердi сфери
 дiаметру d. Розглядається асиметрiя iонної валентностi 1:2 i 2:1, причому iони знаходяться у розчиннику як дiелектричне середовище при нормальнiй температурi. Симуляцiї здiйснювалися при концентрацiї
 електролiту: 0.1, 1.0 i 2.0 M. Профiлi розподiлiв електрод-iон, електрод-нейтральна сфера, середня концентрацiя димерiв i середнiй електростатичний потенцiал обчисленi при фiксованому поверхневому зарядi
 σ, в той час як контактний потенцiал електроду i диференцiйна ємнiсть представленi при зарядi електроду, який змiнюється. При збiльшеннi концентрацiї електролiта крива диференцiйної ємностi змiнюється
 вiд мiнiмуму, оточеного максимумами, до форми iз спотвореним єдиним максимумом. Для електролiту
 2:1, максимум розташований при невеликому вiд’ємному зарядi, в той час як для електролiта 1:2 — при
 невеликому позитивному значеннi заряду. Monika Kaja and Stanisław Lamperski acknowledge the financial support from the Faculty of Chemistry, Adam Micklewicz University of Poznań. en Інститут фізики конденсованих систем НАН України Condensed Matter Physics Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer Вплив анiзотропної форми iонiв, асиметрiї валентностi та концентрацiї електролiту на структурнi i термодинамiчнi властивостi електричного подвiйного шару Article published earlier |
| spellingShingle | Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer Kaja, M. Lamperski, S. Silvestre-Alcantara, W. Bhuiyan, L.B. Henderson, D. |
| title | Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer |
| title_alt | Вплив анiзотропної форми iонiв, асиметрiї валентностi та концентрацiї електролiту на структурнi i термодинамiчнi властивостi електричного подвiйного шару |
| title_full | Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer |
| title_fullStr | Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer |
| title_full_unstemmed | Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer |
| title_short | Influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer |
| title_sort | influence of anisotropic ion shape, asymmetric valency, and electrolyte concentration on structural and thermodynamic properties of an electric double layer |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155788 |
| work_keys_str_mv | AT kajam influenceofanisotropicionshapeasymmetricvalencyandelectrolyteconcentrationonstructuralandthermodynamicpropertiesofanelectricdoublelayer AT lamperskis influenceofanisotropicionshapeasymmetricvalencyandelectrolyteconcentrationonstructuralandthermodynamicpropertiesofanelectricdoublelayer AT silvestrealcantaraw influenceofanisotropicionshapeasymmetricvalencyandelectrolyteconcentrationonstructuralandthermodynamicpropertiesofanelectricdoublelayer AT bhuiyanlb influenceofanisotropicionshapeasymmetricvalencyandelectrolyteconcentrationonstructuralandthermodynamicpropertiesofanelectricdoublelayer AT hendersond influenceofanisotropicionshapeasymmetricvalencyandelectrolyteconcentrationonstructuralandthermodynamicpropertiesofanelectricdoublelayer AT kajam vplivanizotropnoíformiionivasimetriívalentnostitakoncentraciíelektrolitunastrukturniitermodinamičnivlastivostielektričnogopodviinogošaru AT lamperskis vplivanizotropnoíformiionivasimetriívalentnostitakoncentraciíelektrolitunastrukturniitermodinamičnivlastivostielektričnogopodviinogošaru AT silvestrealcantaraw vplivanizotropnoíformiionivasimetriívalentnostitakoncentraciíelektrolitunastrukturniitermodinamičnivlastivostielektričnogopodviinogošaru AT bhuiyanlb vplivanizotropnoíformiionivasimetriívalentnostitakoncentraciíelektrolitunastrukturniitermodinamičnivlastivostielektričnogopodviinogošaru AT hendersond vplivanizotropnoíformiionivasimetriívalentnostitakoncentraciíelektrolitunastrukturniitermodinamičnivlastivostielektričnogopodviinogošaru |