ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классическая теория Гуи—Чепмена из "Курс коллоидной химии 1995" Модель ионного двойного слоя, предложенная независимо-Гуи (1910 г.) и Чепменом (1913 г.), основана на идее подвижности ионов внешней обкладки (противоионов). Электростатическое (кулоновское) притяжение их к поверхности (к внутренней обкладке) и отталкивание Кононов — ионов, заряженных одноименно с поверхностью, — уравновешивается тепловым движением ионов (диффузией), размывающим поверхностные избытки. [c.200] Устанавливающееся равновесное распределение (порядок — беспорядок) образует вблизи поверхности раствора облако электрических зарядов с убывающей плотностью, аналогичное распределению плотности газов в атмосфере или седиментацион-ному равновесию (гд. П1). Равновесные концентрации катионов-(с+) и анионов (с ) в поверхностном слое и в объеме раствора представлены схематически на рис. ХП.5 для отрицательно заряженной поверхности, к которой для большей определенности будут часто относиться последующие рассуждения . [c.200] Слой раствора с измененными концентрациями ионов вблизи поверхности называется диффузным. Этот термин показывает, что причина пространственной размытости слоя — диффузия. В зависимости от условий его толщина изменяется на несколько порядков — от нм до сотен мкм. [c.200] Замкнутая система уравнений (ХП.4) —(ХП.7) необходима и достаточна для нахождения зависимости г1о от гр и Со, однако в общем случае не имеет аналитических решений. Поэтому следует рассмотреть частные случаи, реализующиеся на практике. [c.202] Уравнения (ХП.5), (ХП.7а) и (ХП.8) справедливы для модели заряда, равномерно размазанного по обкладкам, тогда как на самом деле адсорбированные ионы локализованы на отдельных центрах во внутренней обкладке, а заряд внешней также представлен дискретными ионами. [c.202] Представление о дискретности заряда в ДЭС было впервые высказано Фрумкиным (1938 г.) и развито в количественной форме в работах его учеников [13], а также других ученых. Влияние дискретности заряда (сдвиг ТНЗ, называемый эффектом Есина — Маркова , и др.) заметно в условиях специфической адсорбции в растворах высокой концентрации, однако в разбавленных растворах им можно в первом приближении пренебречь, поскольку тепловое движение ионов внешней обкладки размазывает заряд равномерно вдоль каждой эквипотенциальной поверхности. [c.202] Несмотря на сделанные упрощения ( б, непрерывность заряда), уравнение (ХП.8) оказывается еще слишком сложным для получения конкретных решений. Поэтому найдем решение для случая бинарного (г = 2, Со+ = со- = с) симметричного (2+ = 2- = 2) электролита [1, 3, 13, 15]. [c.202] Уравнение (ХП.П) правильно отражает зависимость т]о от поверхностного потенциала фо и равновесной концентрации электролита с, однако не согласуется с рядом экспериментальных фактов например, вычисленные значения электрической емкости С = —drio/d o оказались много выше измеренных и т. д. Объясняется это тем, что в изложенном классическом варианте теория рассматривала ионы как точечные заряды, которые могут подходить неограниченно близко к поверхности. [c.203] В 1924 г. Штерн ввел в теорию ДЭС два новых представления о конечных размерах ионов и о специфической адсорбции ионов. Первое позволило модифицировать модель диффузного слоя, придав теории форму, принятую в.современных исследова-Биях, второе легло в основу построения теории специфической адсорбции ионов. [c.203] Вернуться к основной статье