Общее представление о строении двойного электрического слоя

Общее представление о строении двойного электрического слоя [c.53]

Современные представления о механизме электрокинетических явлений основываются на идее о существовании двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Отсюда следует важность получения более полных и детальных сведений о природе и свойствах двойного слоя. Вопросы происхождения и строения двойного электрического слоя довольно подробно рас-..сматриваются в общем курсе коллоидной химии, поэтому в данном пособии мы остановимся кратко на некоторых основных вопросах и на важнейших дополнениях, выходящих за пределы общего курса. [c.14]

В электрохимической кинетике описание электродных процессов неразрывно связано с представлениями о строении двойного электрического слоя. Течение реакции на электроде, например, сопровождается прохождением заряженной частицы (иона или электрона) через двойной электрический слой либо из объема раствора к электроду, либо в обратном направлении. При этом заряженная частица будет испытывать влияние поля двойного слоя. В случае же термодинамического описания процесса важно не само строение двойного электрического слоя, а общий скачок потенциала, который может быть одним и тем же при разном строении двойного элект-рического слоя. [c.230]

Следует заметить, что при выводе уравнений (VII, 42) и ХУИ,44) был сделан ряд упрощений и не вполне обоснованных допущений. Прежде всего, как уже было указано при рассмотрении строения двойного электрического слоя, схему, из которой мы исходили, нельзя считать удовлетворительной. Двойной электрический слой, согласно новейшим представлениям, надо представлять не плоскопараллельным конденсатором, а конденсатором, одна из обкладок которого состоит из диффузно распределенных ионов. Часть этих ионов находится в приповерхностном слое и отстоит от твердой поверхности на меньшем расстоянии, чем плоскость скольжения. В результате этого электрокинетический потенциал соответствует не всему заряду на поверхности стенки, а разности между общим поверхностным зарядом и зарядом всех противоионов, находящихся в приповерхностном слое. Поведение такого слоя при электрофорезе или электроосмосе следует представлять себе так, как это показано на рис. VII, 19 6. Правда, такое представление о двойном электрическом слое не обесценивает приведенный вывод, так как этот слой по-прежнему можно рассматривать как электрический конденсатор. Возникает лишь вопрос о том, насколько допустимо при количественных выводах приравнивать расстояние /, на котором происходит изменение скорости течения жидкости в двойном слое, к усредненному расстоянию между обеими обкладками электрического конденсатора с размытой внешней обкладкой. [c.201]

Одной из основных задач теоретической химии и, в частности, физической органической химии является установление механизма реакций и оценка реакционной способности в ряду сходно построенных соединений. Среди различных типов химических реакций особое место занимают электрохимические процессы. Они, как известно, протекают в пределах тонкого слоя на границе раздела электрод—раствор и в общем случае включают в себя ряд стадий стадию доставки электрохимически активной формы в зону реакции (диффузия, предшествующие химические реакции), взаимодействие с поверхностью электрода (адсорбция, ориентация реакционного центра по отношению к поверхности электрода и т. п.), стадию переноса заряда, последующие химические и электрохимические превращения первичных продуктов электродной реакции и т. д. Строгий анализ столь сложного процесса встречает большие затруднения и пока вряд ли возможен. Однако при благоприятных условиях удается существенно упростить процесс и получить информацию об отдельных его стадиях. Значительный прогресс достигнут в понимании роли предшествующих реакций протонизации, в представлениях о механизме и кинетике каталитических реакций, адсорбции, о влиянии строения двойного электрического слоя на кинетику электродных процессов. Однако имеется сравнительно мало данных о процессах с последующими химическими стадиями. Между тем влияние этих реакций на кинетику процесса в целом и природу образующихся стабильных продуктов трудно переоценить. Более того, невозможно глубокое понимание механизма электродного процесса без учета химизма и кинетики последующих реакций. [c.138]

Из изложенного представления о строении двойного электрического слоя как следствие вытекает, что величина возникающего электрокинетического С-потенциала определяется- не плотностью всех зарядов на единицу поверхности, как это имеет место для е-потенциала, а лишь разностью между общим числом потенциалобразующих ионов и тем числом противоионов, которое проникло за плоскость скольжения в адсорбционный слой. Можно сказать и иначе величина С-потенциала (но не его знак ) определяется средним числом (точнее—плотностью) противоионов в диффузном слое или, как еще принято говорить, толщиной диффузного слоя противоионов. [c.121]

В результате разделения зарядов на границе фаз возникает тонкий поверхностный слой, так называемый двойной электрический слой. Этот характерный слой может образоваться между двумя фазами различной физической природы металл — раствор электролита твердый диэлектрик— жидкий диэлектрик (стекло — вода, воздух — вода, стекло — ацетон и т. д.) металл — твердый электролит коллоидная мицелла — раствор электролита. Для того чтобы получить общее представление о двойном слое и возможностях его применения для преобразования информации, рассмотрим модель строения двойного электрического слоя на границе металл — раство(р электроли- [c.9]

Значительную роль сыграли исследования электрокинетических явлений в построении современной теории скачка потенциала на границе фаз. Опыты с частицами угля и платины позволили выяснить, в какой мере электролитические явления коллоидных систем связаны с величиной общего скачка потенциала на границе фаз. Так, например, старые представления Нернста, Гельмгольца и других не могли дать ответа на вопрос о том, почему при возникновении двойного электрического слоя на границе фаз, кроме термодинамического потенциала <р, появляется электрокинетический потенциал Более точное количественное изучение коллоидных систем и строения двойного слоя позволило не только обнаружить, но и вычислить величину -потенциала. [c.232]

В гельмгольцевской части двойного электрического слоя. Учет строения двойного слоя существенно изменяет представления об условиях протекания стадии разряда. Во-первых, оказывается, что поверхностная концентрация разряжающихся частиц в общем случае не равна их объемной концентрации, так как при перевод заря- [c.319]

Совместим потенциальную диаграмму процесса разряда с моделью двойного электрического слоя (рис. 48). Следуя Фрумкину, используем картину двойного слоя Штерна и предположим, что в акте разряда могут участвовать лишь частицы, находящиеся в гельмгольцевской части двойного электрического слоя. Учет характера строения двойного слоя существенно изменяет представления об условиях протекания стадии разряда. Во-первых, оказывается, что поверхностная концентрация разряжающихся частиц в общем случае не равна их объемной концентрации, так как при йф О перевод заряженных частиц из раствора в плотную часть двойного слоя связан с электрической работой, равной для положительных ионов величине Следовательно, поверхностную концентрацию с частиц Ох можно выразить через их объемную концентрацию следующим образом [c.324]

Качественное представление о ходе функции ф(г) можно получить из (30.14), руководствуясь общими соображениями о строении мицеллы. Из (30.14) видно, что во внутренней части мицеллы (углеводородное ядро и прилегающая область), не содержащей зарядов, электрический потенциал имеет постоянное значение. При увеличении г мы вторгаемся в область первичного заряда мицеллы, создаваемого поверхностно-активными иона.ми. Если он положителен (т. е. если ПАВ катион-актив-ное), то как это видно из (30.14), d( jdr < О, а если отрицателен (случай анион-активного ПАВ), то ф/ г > 0. В области первичного заряда, т. е. во внутренней обкладке двойного электрического слоя, с увеличение.м г абсолютное значение интеграла в (30.14) и производной d f/dr возрастает и становится максимальным в про.межу тке между первичным зарядом и противоионами, т. е. на границе между обкладками двойного электрического слоя мицеллярной ячейки. [c.164]

Если говорить о дальнейшем развитии наших представлений в области строения двойного электрического слоя, то следует указать, что после теорий Гуи и Штерна, каких-либо общих теорий подобного масштаба не появлялось, хотя и были попытки построения отдельных аспектов теории двойного слоя с использованием методов термодинамики необрати-мых процессов и статистики. Предлагались некоторые уточнения картины строения двойного слоя, представленной Штерном. Так, например, Грэм предложил провести подразделе- ние внутренней части двойного слоя для слу- чая, когда имеет место специфическая адсорб- ция наряду с адсорбцией ионов за счет электростатических сил. Такое подразделение приводит к тому, что выделяется отдельно плоскость, проходящая через центры специфически адсорбированных ионов, со значением потенциала и плоскость, проходящая через центры неспецифически адсорбированных ионов, со значением потенциала г зв. Это позволяет уточнить величину поправки на объем ионов, входящих в двойной слой, что не учитывалось классическими теориями. Схема строения двойного электрического слоя, согласно Штерну и Грэму, а именно, его внутренней части (гельмгольцевский слой), приведена на рис. 23. [c.45]

При соприкосновении двух электропроводящих фаз между ними возникает электрическая разность потенциалов, называемая напряжением Гальвани Дф или е, которая сама по себе не может быть измерена. Это явление связано с образованием двойного электрического слоя. Двойной электрический слой состоит из слоев диполей, которые образуются вследствие перехода электронного газа металла наружу за пределы решетки положительных ионов или вследствие адсорбции дипольных молекул из раствора, а также из зарядового двойного слоя, возникающего в результате взаимодействия двух поверхностных дипольных слоев и непосредственного межфаз-ного перехода носителей заряда [2]. Простейшее представление о строении двойного электрического слоя дал Гельмгольц, согласно представлениям которого избыточные заряды размещаются по обеим сторонам поверхности раздела фаз в двух параллельных слоях, расположенных на небольшом расстоянии. Таким образом,электрический слой можно уподобить плоскому конденсатору. Более глубокое представление о строении двойного электрического слоя дали Гуи, Чапмен, Штерн и др. [4—6]. В общем принято считать, что двойной электрический слой по своему строению представляет один или несколько параллельно включенных конденсаторов, измеряя емкость которых можно получить представление о строении и составе двойного электрического слоя. [c.97]

При рассмотрении строения мицеллы было показано, что при взаимодействии лиофобных коллоидов с электролитами на поверхности ядра адсорбируются определенные ионы из раствора. Ядро с адсорбированными на нем ионами того или иного знака взаимодействует с окружающим раствором. При этом благодаря электростатическому притяжению ионы, обладающие знаком, противоположным по отношению к потенциалопределяю-щим ионам, стремятся расположиться к ним как можно ближе. В результате этого образуются два близко расположенных слоя ионов один на поверхности (потенциалобразующие ионы) и другой в растворе (противоионы). Такая система называется двойным электрическим слоем Гельмгольца (рис. 122). Следует помнить, что в целом эта система электроней-тральна. В представлении Гельмгольца двойной электрический слой по добен плоскому конденсатору, внутренняя обкладка которого находится в твердой фазе, а внешняя — расположена в жидкости параллельно твердой поверхности ядра на расстоянии молекулярного порядка. Общий термодинамический по- [c.319]

Электронная модель ДЭС послужила основой для описания неравновесных процессов кинетики электрохимической реакции выделения водорода и явлений, связанных с электропрово дно стью. Это в свою очередь привело к новым представлениям о механизме электродных реакций и переносе электрического заряда. Изложенные в этой книге представления следует рассматривать лишь как основу общего подхода к вопросам строения двойного слоя. Дальнейшие успехи в этой области должны быть связаны с развитием квантовой статистики, теории межмолекулярных взаимодействий, теории жидкого состояния и других смежных областей знания. [c.5]