20.500.12556/RUL-109546 Vpliv velikosti ionov na razporeditev elektrolita ob nabiti steni. Primerjava Poisson-Boltzmannove teorije in simulacij Monte Carlo. The effect of ion size on the electrolyte distribution near a charged wall. A Poisson-Boltzmann and Monte Carlo study. 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. 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. Električni dvosloj Poisson-Boltzmannova teorija kanonične simulacije Monte Carlo Electric double layer Poisson-Boltzmann theory canonical Monte Carlo simulation true false false Slovenski jezik Angleški jezik Diplomsko delo/naloga 2019-09-05 13:30:10 2019-09-05 13:30:15 2022-08-21 03:42:51 0000-00-00 00:00:00 2019 0 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 6222 1538314947 Ravnik_Vid_-_Vpliv_velikosti_ionov_na_razporeditev_elektrolita_ob_nabiti_steni._Primerjava_Poiss.pdf Ravnik_Vid_-_Vpliv_velikosti_ionov_na_razporeditev_elektrolita_ob_nabiti_steni._Primerjava_Poiss.pdf 1 6B47A8F9B43F5115E420C03F4C9AE868 ea285932fc1278743c8a179efa0043ed4c315d799f10eca7f476ca85438592f9 e47fa3c0-a1b6-11eb-a523-00155dcfd717 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=121125 Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo 0 0 0