ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые следствия теории ДЭС из "Курс коллоидной химии" Рассмотрим важнейшие следствия модифицированной теории Гуи, в частности, возможность вычисления емкости ДЭС. Представление о ДЭС, как о плоском конденсаторе, позволяет по величине емкости оценить его толщину (протяженность в жидкой фазе). [c.188] Сочетание (XII. 11а) и (XII. 18) дает связь между фо и i, показывающую, что при сО if i- tl)o. [c.188] Поскольку уравнение (XII. 20) идентично формуле для плоского конденсатора, параметр б получил название приведенной толщины диффузного слоя. [c.189] Таким образом, при малых i i заряд -По и потенциал ifi оказываются прямо пропорциональными. При этом двойной слой ведет себя как плоский конденсатор с расстимиием между пластинами, равным б, емкость которого равна емкости реального диффузного слоя. Это означает, что реальный диффузный слой эквивалентен такой модели, в которой все противоионы отстоят на одинаковом расстоянии б от плоскости х — d. [c.189] Рассмотрим еще один подход, позволяющий более полно выявить физический смысл весьма важного параметра ДЭС — величины 6. [c.189] Таким образом, б — это такое расстояние от плоскости наибольшего приближения, на котором 1)(лг) в е раз меньше ji (рис. XII. 7). [c.189] Рассмотрим подробнее свойства параметра б. Из уравнения (XII. 21) следует, что б не зависит ни от плотности поверхностного заряда rio, ни от потенциала (ij3o или ifi), а является функцией лишь заряда ионов и концентрации электролита (при Т = onst). [c.189] Перейдем к рассмотрению зависимости величины от с и z — весьма важной для решения многих теоретических и практических вопросов. Зависимость ilJi от с (и от г) оказывается более простой для индифферентных электролитов, не изменяющих заряда г)о и потенциала поверхности и специфически не адсорбирующихся (например KNO3 для золя A I). [c.190] Для электролитов с потенциалопределяющими ионами (ПИ) (KI — Agi) эта зависимость приобретает более сложный характер. Рассмотрим вначале первый случай в двух вариантах— для больших и малых значений ijji. [c.190] Уравнение (XII. 23а) показывает, что при г о == onst зависимость от с и г аналогична таковой для межфазного потенциала металла в растворе собственных ионов уменьшается с ростом с на величину RT/z9 =2, /2 мВ при десятикратном изменении с Чем выше заряд ирна, тем меньше 31 при данном значении с. [c.190] Таким образом, в обоих случаях с ростом концентрации электролита в растворе tpi уменьшается, и тем сильнее, чем выше г при этом происходит сжатие диффузного слоя — уменьшение его Толщины O. [c.190] Г1ри с— -оо весь скачок потенциала приходится на плотный слой, тогда как за его пределами, в растворе, свободный заряд диффузного слоя и скачок потенциала отсутствуют (0 = 0) и ДЭС Йриобретает структуру слоя Гельмгольца (см. рис. ХП.4). [c.190] В растворах ПИ наблюдается такое же сжатие диффузного слоя и уменьшение -ф с ростом с, однако наряду с этим происходит увеличение г1о (вследствие адсорбции ПИ) и, следовательно ij)i, сЬгласно (XII. 11а), особенно заметное в области ИЭТ. Одно- еменное проявление двух противоположных тенденций дает кривые Ф1 — с S-образного типа, с максимумом и минимумом (см. рис. XII. 18). [c.190] Дзета-потенциал определяют как потенциал границы скольжения фаз, также отсчитываемый от уровня в жидкой фазе (достаточно удаленного от границы раздела). [c.191] Граница скольжения устанавливается при относительном перемещении фаз, например, при течении жидкости вдоль твердой поверхности. Неизвестно точно, где она проходит по отношению к ДЭС. Можно предполагать, что первый слой ионов со своими гидратными оболочками и первый слой молекул воды, смачивающих твердую фазу, не перемещаются относительно твердой фазы при течении жидкости. Поэтому следует полагать, что в этом случае граница скольжения проходит либо на расстоянии й от поверхности, и в этом случае ф 1 либо смещена глубже в жидкую фазу. [c.191] Различие между и ф1 должно быть тем менее заметным, чем, меньше й /йх, т. е. согласно (ХП.9), уменьшаться в области разбавленных растворов. [c.191] Во многих случаях можно принять в первом приближении, что ф] = , поскольку теоретические закономерности, предсказанные для фь хорошо подтверждаются на опыте в отношении -потен-циала (см. дальше). [c.191] Отсутствие гидродинамически неподвижных граничных слоев является несомненным для молекулярно-гладких поверхностей (см. раздел XI. 1), однако возможность такого утверждения для любых других систем пока не доказана. В то же время вязкость жидкости, по-видимому, изменяется по мере приближения к твердой поверхности в тонком слое. Поэтому поверхность скольжения целесообразно рассматривать (см. раздел V. 1) как разделяющую поверхность в гидродинамически эквивалентной (в отношении потока жидкости при данном давлении), идеализированной системе, где = Яо при л и т) = оо при х где й — расстояние между поверхностью и границей скольжения. [c.191] Отметим также ошибочность определения (в некоторых учебниках и руководствах) как потенциала, возникающего при относительном перемещении фаз. Это утверждение — принципиально ошибочно, поскольку перемещение фаз необходимо лишь для определения границы скольжения. Коль скоро положение этой границы определено, величина % представляет собой уровень эквипотенциальной поверхности, проходящей по этой границе, совершенно независимо от движения фаз. [c.191] Перейдем к рассмотрению электроповерхностных явлений, связанных с относительным перемещением фаз и называемых поэтому э л е кт р о к и н ет и ч е с ки м и. [c.192] Вернуться к основной статье