Диэлектрическая проницаемость в диффузном слое

Заметим, что теория Гуи-Чепмена при использовании тех же экспериментальных данных приводит к диэлектрической проницаемости диффузного слоя = 129 в водном растворе, и 60 в этиленгликолевом, что явно противоречит реальности, поскольку в объеме воды составляет 80, а этиленгликоля — 40, 7. [c.319]

Постройте график энергии взаимодействия плоскопараллельных пластин большой толщины в водном растворе одно-одновалентного электролита по следующим данным потенциал диффузного слоя сз = = 1-10-2 со=1 ммоль/л, константа Гамакера И = 1,25-10- Дж, диэлектрическая проницаемость среды 80,1. Значения энергии взаимодействия рассчитайте для расстояний между поверхностями пластин 5, [c.184]

Устойчивость эмульсий типа в/м, стабилизованных мылами с поливалентным катионом, ранее объяснялась главным образом ка- личием на поверхности капелек эмульсии структурно-механического барьера. Объяснение же устойчивости эмульсий типа в/м существованием на межфазной поверхности двойного электрического слоя на первый взгляд кажется невозможным вследствие малой диэлектрической проницаемости дисперсионной среды. Однако, как уже указывалось (гл. IX, разд. II), в последние годы было показано, что даже в неполярных средах может происходить некоторая диссоциация молекул эмульгатора. Соли поливалентных металлов и органических кислот в углеводородных средах обычно имеют константы диссоциации порядка 10 . Следовательно, если, на- пример, концентрация такой соли в бензоле равна 10 ммоль/л, то концентрация ионов в растворе будет иметь значение порядка 10 ° н. При таких условиях двойной электрический слой будет, конечно, очень диффузным расчеты показывают, что его толщина должна составлять несколько микрометров. Отсюда емкость двойного слоя в неполярной жидкости должна быть весьма невелика и нужен очень небольшой заряд для того, чтобы обусловить значительный поверхностный потенциал. Таким образом, электростатические силы отталкивания могут играть существенную роль и в устойчивости обратных эмульсий, особенно не очень концентрированных. [c.374]

Очевидно, что уменьшение -потенциала, наблюдающееся в этом исследовании после введения поправок на поверхностную проводимость и вязкость для области очень тонких капилляров, следует отнести за счет влияния других факторов, рассмотренных нами ранее, а именно изменения величины диэлектрической проницаемости, взаимопроникновения диффузных ионных слоев, электроосмотического противотока и т. д., что не было учтено. [c.113]

Толщина диффузной части двойного электрического слоя зависит от концентрации электролита, температуры, диэлектрической проницаемости растворителя [c.237]

Последнее обстоятельство позволяет приписать среде, разделяющей поверхность электрода и ближайший слой ионов, относительную диэлектрическую проницаемость, близкую к проницаемости вакуума, тогда как ионы диффузного слоя могут быть окружены средой как с номинальными свойствами, так и с пониженной проницаемостью. При обычной величине диэлектрической проницаемости плотной части двойного слоя его емкость примерно на порядок больше экспериментальных значений. Кроме того, при сильном увеличении концентрации электролита, как правило, необходимо уменьшать размеры ионов (т. е. учитывать их дегидратацию, что вполне оправдано), а также варьировать диэлектрическую проницаемость среды в двойном слое [c.606]

В соответствии с формулой (3.5.35) при определенной комбинации параметров (различие размеров катионов и анионов, диэлектрических проницаемостей плотного и диффузного слоев, достаточно большая концентрация электролита) происходит бесконечно большой разрыв зависимости потенциала первой плоскости от потенциала второй плоскости (значение тангенса меняется от +С0 до Так же хаотично меняется и емкость ДЭС вблизи точки разрыва. В некоторых случаях экспериментально установлено чрезвычайно резкое изменение емкости при изменении потенциала поверхности. Разрыв зависимости емкости от потенциала конечной величины имеет место при смене знака постоянной интегрирования. Потенциал и заряд при этом меняются монотонно. [c.606]

В этом уравнении е — диэлектрическая проницаемость (для воды равна 78,54), к — постоянная Больцмана, Мл — число Авогадро, е — заряд электрона (4,8-10 эл.-ст. ед.), ц — ионная сила раствора. Если протяженность диффузной части двойного слоя много меньше толщины реакционного пространства, то (3 1. В противном случае следует принимать во внимание влияние двойного слоя на химические реакции с участием заряженных компонентов (или веществ, имеющих полярные молекулы). [c.327]

Возникновение диффузного слоя ионов в растворе вблизи межфазной границы обусловлено равновесием между притяжением (отталкиванием) ионов к заряженному электроду и выравниванием ионных концентраций за счет тепловой диффузии. Это равновесие было теоретически рассмотрено в работах Гуи [2] и Чэпмена [3]. Трактовка этих авторов близка к теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Теория Гуи-Чэпмена основана на ряде не вполне строгих предположений. Например, в этой теории ионы рассматриваются как точечные заряды, а также принимается, что при переносе ионов к границе раздела фаз затрачивается лишь электростатическая работа. Поэтому теория Гуи— Чэпмена является точной лишь для разбавленных растворов. Далее, в этой теории принимается, что роль растворителя в электрическом взаимодействии между ионом и электродом можно учесть с помощью макроскопической диэлектрической проницаемости. Это предположение в электрохимической теории весьма распространено и зачастую неизбежно, однако его пригодность для описания электростатических взаимодействий на расстояниях, сравнимых с молекулярными размерами, в высшей степени сомнительна. Тем не менее простую теорию двойного слоя с успехом применяли к целому ряду растворителей в различных условиях. Успехи теории частично объясняются тем обстоятельством, что в области ее несостоятельности (при больших концентрациях электролита или больших напряжениях) диффузный слой слабо влияет на свойства двойного слоя. Вывод основных уравнений диффузного слоя довольно прост и будет опущен. Подробное рассмотрение вопроса читатель найдет в обзоре Грэма [7]. [c.67]

Символ Сд емкости диффузной части двойного слоя нельзя путать с тем же символом диффузионной емкости комплексного диффузионного сопротивления ( 62). Здесь В — диэлектрическая проницаемость. [c.99]

Это уравиенне после двойного интегрирования позволяет получить соотношение, выражающее закон изменения поверхностного потенциала от расстояния в диффузной части двойного электрического слоя и от свойств раствора. Чтобы в полной мере представлять возможности соотнонюння (П. 87), лехсащего в основе теории двойного электрического слоя, необходимо напомнить основные допущения и предположения, сделанные Гун и Чепменом при его выводе двойной электрический слой является плоским, диэлектрическая проницаемость не зависит от расстояния х, ноны представляют собой точечные заряды (т. е. не имеют объема), при переводе противоионов из объема раствора в двойной электрический слой совершается работа только против электростатических сил. [c.56]

Подставив вместо ф -потенциал, найдем, что при увеличении толидины диффузного слоя X (уменьшении и — величины обратной толщине слоя) -потенциал возрастает при постоянном расстоянии плоскости скольжения от границы раздела фаз. Так как понижение температуры, введение в систему индифферентного электролита (специфически не взаимодействующего с поверхностью) и увеличение заряда его ионов ведут к уменьшению толщины диффузного слоя, то соответственно снижается и электрокинетический потенциал. Отсюда же следует, что этот иотенциал будет снижаться и с уменьп1ением диэлектрической проницаемости среды, напрпмер, при добавлении в водный раствор спиртов, эфиров и других органических веществ. [c.218]

Электрофоретическая подвижность частиц дисперсной фазы определяется величиной -потенциала. В соответствии с уравнением (III. 16) толщина диффузного слоя, а отсюда и -потенциал уменьшаются с ростом концентрации электролита (при постоянной концентрации потен-циалобразующих ионов и постоянных значениях температуры и диэлектрической проницаемости). [c.93]

Рассчитайте толщину диффузного ионного слоя X на поверхности частиц. -уль-фата бария, находящихся в водном растворе N301 концентрацией 25 мг/л. Относительная диэлектрическая проницаемость раствора при 288 К равна е = 82,2. [c.104]

Рассчитайте толщину диффузного ионного слоя к на повс[)хно-сти твердой пластинки, помещенной в водные растворы с содержанием индифферентного электролита КС1 а) Ь10 б) 1-10 в) IX X 10- моль/л. Относительную диэлектрическую проницаемость растворов при 298 К примите равной 78,5. Постройте график зависимости ф/(Рд от расстояния, которое изменяется от К до 5Х. [c.108]

Рассчитайте емкость диффузного слоя дисперсной фазы. Дисперсионной средой является водный раствор СаСЬ концентрации 2-10- моль/л при 283 К с относительной диэлектрической проницаемостью 83,8. Определите, во сколько раз изменится емкость, если к раствору СаСЬ добавить равный объем водного раствора Na I такой же мольной концентрации [c.108]

Рассчитайте и постройте графическую зависимость энергии. электростатического отталкивания двух плоскопараллельных пластнн от концентрации Na I в водном растворе, изменяющейся от 1 до 10 ммоль/л. При расчете примите расстояние между пластинами 20 нм потенциал диффузного слоя фд ==3-10-2 В температура 298 К, диэлектрическая проницаемость среды 78,2. [c.184]

Рассчитайте энергию отталкивания сферических частиц диоксида кремния диаметром 20 нм в водных растворах Na I при j)a -стояниях между поверхностями частиц 1, 2, 5, 10 и 15 нм. Постройте график зависимости иэ = Ц1г) при концентрациях электролита в растворе С(=5-10- и 2 = 5-10- моль/л. Примите равными потенциал диффузного слоя фд = 4-10-2 В, температуру раствора 293 К, диэлектрическую проницаемость 80,1. [c.184]

Постройте потепциальпую кривую взаимодействия двух плоскопараллельных пластнн, находящихся в водном растворе одпо-одгова-леитного электролита, прп значении потепциала диффузного слоя = = 0,02 В. Рассчитайте суммарную энергию взаимодействия У =/7э + + Ь ы при расстояниях между поверхностями пластин, равных 5, 1 , 20, 30 и 50 им, используя следующие данные константа Гамакера /1 = = 5-10-2 Дж, концентрация электролита 9-10- моль/л, температура 273 К, диэлектрическая проницаемость среды 87,8. [c.184]

Пока толщина жидкой прослойки или пленки остается больше суммарной толщины граничных слоев с особой структурой, влияние лоследних проявляется только через соответствующие изменения электростатической и молекулярной составляющих расклинивающего давления. В самом деле, изменение растворяющей способности граничных слоев жидкости и их диэлектрической проницаемости может изменить распределение ионов в двойном электрическом слое, как в его плотной части, так и диффузной [70, 143]. Структурные изменения граничных слоев вызовут и соответствующие изменения частотной зависимости диэлектрической проницаемости е ( ) и приведут к ее анизотропии, что может повлиять на величину дисперсионных сил. [c.224]

Выше отмечалось, что экспериментальные данные указывают на два возможных типа строения полимолеку-лярных граничных слоев диффузное и резко ограниченное фазовое. К этому нужно добавить, что механизм образования граничных слоев различной толщины, по-видимому, неодинаков. Тонкие — до 100—200 А, согласно Дерягину и Шелудко, возникают в результате прямого действия поверхностных сил и образуются даже низкомолекулярными углеводородами. Толстые — граничные слои порядка 500— 500С А формируются за счет эстафетного механизма действия адсорбционных слоев. Недавно в результате измерений диэлектрической. проницаемости было показано [63], что в граничном слое ориентированная молекулярная структура растворов ПАВ в углеводородных растворителях формируется нри температуре на несколько десятков градусов выше, чем в объеме. Индивидуальные низкомолекулярные жидкости не образуют толстых граничных слоев [61, 78]. [c.149]

Для оксидов толщину слоя связанной воды можно предположить большей, чем для кристаллов, исходя из представлений о водородных связях. Обычно в литературе избегают схем, рисующих взаимное расположение ионов диффузного слоя и пристенной воды. Попытка изображения молекул воды и ионов в граничном слое сделана в работе Берубе и де Бройна [12] на основе измерений электрической емкости, ИК-спектров и энтропии гидратации для поверхности рутила, где структурирующее влияние на воду выражено значительно сильнее, чем для других оксидов (Si, AI, Fe), в результате высокой диэлектрической проницаемости TiO (е 70). В работе подчеркивается, что процессы, ведущие к возникновению заряда,— диссоциация и адсорбция — хотя и неразличимы термодинамически, но могут отличаться структурно, поскольку при диссоциации поверхностный заряд находится в гидроксилированном слое, тогда как при адсорбции процесс заряжения поверхности может осуществляться радикалами М—ОН— НдО S включающими молекулы воды, соединенные водородными связями G гидроксилированным слоем. В этом случае поверхностный заряд (внутренняя обкладка) выдвигается от твердого тела в раствор и про-тивоионы могут ближе подходить к потенциалопределяющим ионам (Н+, ОН ) вследствие более открытой структуры воды и использовать молекулы ориентированной воды в качестве первичной гидратной оболочки. Чем лучше ион стабилизирует структуру воды (Н" , 0Н+ и другие малые ионы Li , Mg +, Na , F ), тем лучше он вписывается в ориентированный слой воды, тем выше его специфическая адсорб- [c.92]

Емкость плотного слоя В 14л8 можно оценить, исследуя электрокапил-лярные свойства системы (см. разд. 1У-9). В общем случае локальная диэлектрическая проницаемость О может отличаться от диэлектрической проницаемости растворителя. За плотным слоем расположен диффузный слой Гуи, описываемый уравнениями (1У-12) п (1У-15), где фо заменено на 1156. Общая поверхностная плотность заряда о равна сумме 08 и ас для двух слоев, а общую электрическую емкость поверхности раздела можно представить формулой для двух последовательно соединенных конденсаторов [c.167]

На самом деле устойчивость ионностабилизированной дисперсии определяется величиной полного скачка потенциала по сечению диффузной части двойного слоя, т. е. штерновским потенциалом. В то же время прямых методов определения -потенциала не существует. В большинстве работ его приравнивали значению -потенциала, предполагая, что граница скольжения совпадает с границей штерновского слоя. Однако это предположение во многих случаях неоправданно. Развитая Духиным, Дерягиным и Шиловым [5] теория неравновесных электроповерхностных явлений предлагает метод определения г згПотен-циала rio данным поверхностной проводимости или низкочастотной диэлектрической проницаемости дисперсных систем — параметров, чувствительных к концентрации ионов во всей диффузной части ДЭС, независимо от наличия или отсутствия на поверхности слоя жидкости с пониженной гидродинамической подвижностью. Это связано с тем, что подвижность ионов в таком слое близка к таковой в объеме раствора [7]. Ликлема вычислял г ) -потенциал частиц иодида серебра по формулам теории ДЛФО, исходя из опытных значений порога быстрой коагуляции (см. ниже). [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология