Двойной электрический слой теория Гельмгольца и след

Таким образом, следует предположить существование двойного электрического слоя вокруг коллоидной частицы, теория которого была разработана еще Гельмгольцем. Коллоидная частица должна иметь при этом такую схему расположения электрических зарядов (см. рис. 80 Л). [c.268]

Дальнейшие наиболее крупные этапы развития электрохимии следующие. В 1833—1834 гг. Фарадей открыл законы электролиза. В 1879 г. Гельмгольц создал первую теорию двойного электрического слоя на границе металл — электролит. В 1889 г. Нернст предложил теорию возникновения напряжения в электрохимических системах, позволившую получить количественные выражения для [c.11]

Элементарная теория электрофоретической миграции частиц исходит из модели фиксированного двойного слоя Гельмгольца [11]. Из равенства сил, действующих на поверхностный заряд частицы со стороны электрического поля, и силы вязкости окружающей жидкости следует, что скорость движения частиц равна [c.79]

Строение двойного электрического слоя по Квинке— Гельмгольцу. Основываясь на полученных Квинке при изучении электрокинетических явлений экспериментальных данных, Г. Гельмгольц предложил первую теорию строения двойного электрического слоя. По этой теории двойной электрический слой можно представить следующим образом (рис. 46). Пространственное разделение зарядов вызывает возникновение слоя з ряженных ча- [c.95]

Дальнейшее развитие теории двойного электрического слоя было дано в работах Фрумкина и его школы, Бокриса, Деванатхана, Есина, Мюллера, Парсонса, Эршлера и др. Наибольшее признание и распространение получила модель двойного электрического слоя, предложенная Грэмом (1947). Согласно Грэму, обкладка двойного электрического слоя, находящаяся в растворе, состоит не из двух, как предполагал Штерн, а из трех частей. Первая, считая от поверхности металла, называется внутренней плоскостью Гельмгольца, в ней находятся лишь поверхностно-активные ноны либо если их нет в растворе, молекулы растворителя-. В первом случае заряд плоскости равен <71, во втором — нулю ( 71 = 0), потенциал ее, отнесенный к раствору, обозначается ч( рез г 5). Следующая, удаленная от поверхности металла на расстояние, до которого могут подходить ионы (центры их заряда) в процессе теплового движения, называется внешней плоскостью Гельмгольца ее общий заряд, отнесенный к единице поверхности, равен /2, а потенциал плоскости -фг- [c.271]

Электрические свойства растворов полиэлектролитов. Электрокинетический потенциал, как известно, с большей или меньшей точностью может быть подсчитан по уравнениям Гельмгольца — Смолуховского или Генри только для коллоидных частиц, размер которых значительно превосходит толщину двойного электрического слоя. Для частиц же, диаметр которых мал по сравнению с толщиной двойного электрического слоя, при расчете электрокинетического потенциала следует вводить ряд поправок и в первую очередь поправку на электрическую релаксацию. Кроме того, если макромолекулы находятся в растворе в виде рыхлого клубка, то должно быть принято во внимание движение среды через петли свернутой цепи. К сожалению, до сих пор теория электрофореза для свернутых в клубок макромолекул отсутствует. Поэтому в настоящее время распространено определение электрофоретической подвижности не отдельных макромолекул, а макромолекул, адсорбированных на достаточно крупных частицах кварца или угля или на капельках масла. В этом случае электрокинетический потенциал легко определить с помощью микроэлектрофоретических методов. Как показали многочисленные исследования, при достаточной толщине слоя полимера, покрывающего частицу, подобный прием дает вполне воспроизводимые результаты. [c.477]

Рассмотрим более подробно явление злектроосмоса, т. е. передвижение жидкости по отношению к твердому телу под действием приложенной извне разности потенциалов. Как известно, электроосмос был первым из открытых Рейссом электрокинетических эффектов и является одним из наиболее изученных как в теоретическом, так и в экспериментальном отношении. С помощью электроосмоса во многих случаях можно наиболее просто (с методической стороны) определить знак заряда и величину электрокинетического потенциала различных пористых тел, диафрагм, порошков, грунтов и пр. На основе первых количественных опытов, проведенных в середине прошлого века Квинке, Видеманом и др., и гипотезы Квинке о существовании двойного электрического слоя Гельмгольц в 70-х годах прошлого века создал общую теорию электрокинетических явлений и дал математическую обработку ряду закономерностей, установленных в результате эксперимента по электроосмосу. Основные закономерности, которые были установлены в экспериментах по злек-троосмосу, оказались следующими [c.47]

Для количественного описания этого эффекта можно воспользоваться эквивалентной схемой, представленной на рис. 2.19 и основанной на следующих модельных допущениях 1) плотная часть двойного электрического слоя подчиняется модели двух параллельных конденсаторов 2) внешняя плоскость Гельмгольца является эквипотенциальной. Кроме того, обычно предполагают, что свойства диффузной части двойного слоя можно описать теорией Гуи-Чапмена и, следовательно, применить уравнение (2.95). [c.74]

Теория Гуи оправдывается лучше всего там, где теория Гельмгольца оказывается неприложимой, и, наоборот, последняя дает лучшую сходимость с опытом в тех случаях, когда первая дает неверные результаты. Следовательно, строению двойного электрического слоя должно отвечать некоторое сочетание моделей, предложенных Гельмгольцем и Гуи. Такое предположение было сделано Штерном (1924) в его адсорбционной теории двойного электрического слоя. Штерн полагал, что определенная часть ионов удерживается вблизи поверхности раздела металл — электролит, образуя гельмгольцевскую обкладку двойного слоя с толщиной, отвечающей среднему радиусу ионов электролита . Остальные ионы, входящие в состав двойного слоя, распределяются диффузно с постепенно убывающей плотностью заряда. Для диффузной части двойного слоя Штерн, так же как и Гуи, пренебрег собственными размерами ионов. Кроме того, Штерн высказал мысль, что в плотной части двойного слоя ионы удерживаются не только за счет электростатических сил, но и за счет сил специфической адсорбции, т. е. силами некулоновского происхождения. Поэтому в растворах, содержащих поверхностно-активные ионы, их число в гельмгольцевском двойном слое может быть не эквивалентным заряду поверхности металла, а превосходить его на некоторую величину, зависящую от свойств иэпов и заряда металла. Таким образом, по Штерну, следует различать две модели двойного электрического слоя, одна из которых относится к растворам поверхностно-инактивных электролитов, [c.271]

Во всех случаях, когда используется это выражение, следует иметь в виду, что входящие в него е п т] являются эффективными величинами. В этом случае можно применять все уравнения, иолученные при помощи элементар-но теории электрокинетических явлении. Не следует забывать, что Гельмгольц в сущности но делал никаких специальных предположений о структуре двойного электрического слоя. Не Гельмго.тьц, а Перрен использовал представление о плоском конденсаторе в теории электро-кинетическпх явлений. На основании изложенного выще можно сделать вывод, что рассмотренный удобный и простой метод расчета можно успешно использовать при условии, что электрические и гидродинамические константы, обусловливающие электрокпнетическпе явления, рассматриваются как усредненные, эффективные величины. Такая приближенная теория обычно удовлетворнте.льно объясняет ряд свойств коллоидных систем. [c.116]

Это явление может возникать в результате следующих причин. Как известно, твердая частица, находящаяся в растворе электролита, окружена двойным электрическим слоем. Штерн [Л. 49, 50] в 1924 г. предложил теорию строения двойного электрического слоя, в которой объединил существовавшие ранее теории Гельмгольца— Перрена и Гуи — Чэмпена. [c.69]

Под действием теплового движения упорядоченное расположение компенсирующих иЬнов в растворе нарушается, вследствие чего в другом предельном случае двойной электрический слой приобретает структуру диффузного двойного слоя, по Гуи(рис. 43,//) толщина этого слоя может составлять, например, в 0,001 н. КС 10 ммк, а в 0,1 н. КС1 — 1 ммк. Фактически следует представлять что часть ионов находится на молекулярном расстоянии от повер х ности, образуя гельмгольцевский двойной слой (рис. 43, III, АВ) а другая часть ионов образует диффузный двойной слой (рис. 43, III ВС). Таково строение двойного электрического слоя по Штерну (рис. 43,///), теория которого является наиболее общей. При раз бавлении раствора структура двойного электрического слоя при ближается к структуре слоя Гуи, а при повыщении концентрации — слоя Гельмгольца. [c.92]

Элементарная теория электрокинетических явлений. Первую теорию электрокинетических явлений разработал Гельмгольц, использовавший представления о двойном электрическом слое как о плоском конденсаторе. Экспериментальные основания теории получили при изучении электроосмоса Г. Видеман и Г. Квинке. Они установили следующие закономерности [c.99]

Теория Штерна позволяет определить величину -потенциала как падение потенциала за пределами гельмгольцевского двойного слоя, т, е. как падение потенциала в диффузной части двойного слоя, где уже потеряна прочная связь между поверхностью мetaл-ла и ионами. При таком определении -потенциал не-должен совпадать с потенциалом Ямь(д) или с нернстовским потенциалом, как это и наблюдается на опыте. Из модели, приведенной на рис. 42, следует, что в растворах поверхностно-активных электролитов -по-тенциал не только не совпадает с общим скачком потенциала, но может отличаться от него.и по знаку. Таким образом, теория Штерна смогла в отличие от теорий Гельмгольца и Гуи — Чапмана объяснить наблюдаемые на опыте перезарядку поверхности твердого тела и изменение знака электрического потенциала. [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология