Interfacial Acid–Base Equilibria and Electric Fields Concurrently Probed by <i>In Situ</i> Surface-Enhanced Infrared Spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Understanding how applied potentials and electrolyte solution conditions affect interfacial proton (charge) transfers at electrode surfaces is critical for electrochemical technologies. Herein, we examine mixed self-assembled monolayers (SAMs) of 4-mercaptobenzoic acid (4-MBA) and 4-mercaptobenzonitrile (4-MBN) on gold using in situ surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (SEIRAS). Measurements as a function of the applied potential, the electrolyte pD, and the electrolyte concentration determined both the relative surface populations of acidic and basic forms of 4-MBA, as well as the local electric fields at the SAM–solution interface by following the Stark shifts of 4-MBN. The effective acidity of the SAM varied with the applied potential, requiring a 600 mV change to move the p K a by one unit. Since this is ca. 10× the Nernstian value of 59 mV/p K a, ∼90% of the applied potential dropped across the SAM layer. This emphasizes the importance of distinguishing applied potentials from the potential experienced at the interface. We use the measured interfacial electric fields to estimate the experienced potential at the SAM edge. The SAM p K a showed a roughly Nernstian dependence on this estimated experienced potential. An analysis of the combined acid–base equilibria and Stark shifts reveals that the interfacial charge density has significant contributions from both SAM carboxylate headgroups and electrolyte components. Ion pairing and ion penetration into the SAM also influence the observed surface acidity. To our knowledge, this study is the first concurrent examination of both effective acidity and electric fields, and highlights the relevance of experienced potentials and specific ion effects at functionalized electrode surfaces.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».