a. Giải thích cơ chế hình thành lớp kép điện kép tại bề mặt điện cực và ảnh hưởng của nó tới tốc độ phản ứng điện hoá. b. Trình bày cách dùng điều kiện (dòng, khuấy, màng ion) để kiểm soát nồng độ ion...

### a. Giải thích cơ chế hình thành lớp kép điện kép tại bề mặt điện cực và ảnh hưởng của nó tới tốc độ phản ứng điện hoá. Lớp kép điện kép hình thành khi có sự tiếp xúc giữa bề mặt điện cực và dung dịch điện phân. Cơ chế hình thành lớp kép này có thể được giải thích như sau: 1. **Tích điện tại bề mặt**: Khi một điện cực được kết nối với nguồn điện, điện cực sẽ tích điện dương hoặc âm tùy thuộc vào loại điện cực và dung dịch điện phân. Sự tích điện này tạo ra một trường điện gần bề mặt điện cực. 2. **Sự phân tán ion**: Các ion từ dung dịch sẽ di chuyển và phân tán theo hướng của trường điện, tạo ra hai lớp ion. Lớp ion gần bề mặt điện cực là lớp cố định (ion được hấp phụ) và lớp ion xung quanh là lớp khuếch tán. 3. **Tạo thành lớp kép điện**: Lớp ion cố định và lớp ion khuếch tán tạo thành một lớp kép điện, trong đó có sự phân bố điện tích khác nhau. **Ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng điện hóa**: - Lớp kép điện tạo ra một điện thế màng, ảnh hưởng đến sự chuyển điện tử và phản ứng hóa học xảy ra ở bề mặt điện cực. - Nếu lớp kép điện dày, nó sẽ cản trở sự di chuyển của các ion đến bề mặt điện cực, làm chậm quá trình phản ứng. - Ngược lại, nếu lớp kép mỏng, tốc độ phản ứng điện hóa sẽ được cải thiện vì ion có thể dễ dàng tiếp cận bề mặt điện cực. ### b. Trình bày cách dùng điều kiện (dòng, khuấy, màng ion) để kiểm soát nồng độ ion cục bộ và cải thiện selectivity. Để kiểm soát nồng độ ion cục bộ và cải thiện tính chọn lọc trong phản ứng điện hóa, có thể sử dụng các điều kiện sau: 1. **Dòng điện**: Thay đổi dòng điện cung cấp cho điện cực có thể điều chỉnh tốc độ phản ứng. Dòng điện lớn hơn có thể thúc đẩy nhanh chóng sự khôi phục ion gần bề mặt điện cực, nhưng cũng có thể tạo ra sản phẩm phụ không mong muốn. 2. **Khuấy**: Việc khuấy dung dịch giúp tăng cường sự khuếch tán của ion đến bề mặt điện cực. Sự khuấy mạnh có thể làm giảm nồng độ ion cục bộ gần bề mặt điện cực, từ đó cải thiện hiệu quả phản ứng và tăng tính chọn lọc cho các sản phẩm mong muốn. 3. **Màng ion**: Sử dụng màng ion có thể giúp chọn lọc các ion nhất định, cho phép chỉ các ion mong muốn qua màng, trong khi cản trở các ion khác. Điều này giúp duy trì nồng độ ion cục bộ cao hơn cho các ion mục tiêu và tăng cường tính chọn lọc cho phản ứng. ### c. Đề xuất thí nghiệm chứng minh bằng đo điện hóa (ví dụ cyclic voltammetry hoặc RRDE). Một thí nghiệm có thể được thiết kế bằng cách sử dụng phương pháp **cyclic voltammetry (CV)** để chứng minh ảnh hưởng của lớp kép điện và các điều kiện kiểm soát nồng độ ion cục bộ. **Thí nghiệm có thể được thực hiện như sau**: 1. **Chuẩn bị dung dịch**: Chuẩn bị dung dịch điện phân có chứa ion mục tiêu (ví dụ, ion Cu²⁺). 2. **Điện cực**: Sử dụng một điện cực làm từ vật liệu dẫn điện (như carbon hay kim loại quý) và một điện cực đối diện. 3. **Điều chỉnh dòng điện**: Thay đổi dòng điện trong quá trình CV để quan sát sự thay đổi của dòng điện thu được tương ứng với điện thế. 4. **Thay đổi điều kiện khuấy**: Thực hiện thí nghiệm CV dưới các điều kiện khuấy khác nhau (không khuấy, khuấy nhẹ, khuấy mạnh) để quan sát sự thay đổi về đỉnh dòng trong đồ thị CV. 5. **Phân tích kết quả**: Đánh giá các đỉnh dòng điện tương ứng với các điện thế trong các điều kiện khác nhau để xem ảnh hưởng của nồng độ ion cục bộ và sự chọn lọc sản phẩm. Kết quả thu được từ thí nghiệm sẽ cho phép xác định mối liên hệ giữa điều kiện thí nghiệm, tốc độ phản ứng điện hóa và tính chọn lọc của sản phẩm.