Адсорбция ионов на поверхности диэлектриков

Адсорбция ионов на поверхности диэлектриков [c.34]

Допустим, что мы имеем плоский твердый диэлектрик в контакте с раствором электролита и что существует некоторое тангенциальное электрическое поле (рис. 62-1). В результате специфической адсорбции ионов на поверхности может существовать двойной слой, а это означает, что в диффузном слое будет находиться компенсирующий заряд. Строение диффузного слоя обсуждалось в разд. 52. Благодаря тангенциальному электрическому полю на заряд диффузного слоя действует некоторая сила. Поскольку этот слой является частью раствора, он подвижен, и можно ожидать, что под действием приложенной силы возникнет движение относительно твердого тела. [c.217]

На границе раздела твердая частица — жидкость возникает-двойной электрический слой из-за присутствия ионных пар на поверхности. Образование такого слоя возможно двумя путями. Один путь — преимущественная адсорбция одного из присутствующих в растворе иона, входящего в состав твердой фазы или изоморфного с ней. Другой путь образования двойного электрического слоя на границе раздела твердое тело (диэлектрика)—жидкость, т. е. диссоциация поверхностных молекул твердого тела с образованием ионов определенного знака в растворе. Ионы, сообщающие заряд твердой фазе, называются потенциалопределяющими, а ионы, остающиеся в растворе, — противоиона ми. [c.263]

При адсорбции на плоских поверхностях ионных диэлектриков поляризация оказывает значительно большее влияние на энергию адсорбции ионов, чем электростатическое притяжение кулоновскими силами [31]. [c.36]

Из ионной природы двойного слоя на поверхности твердого диэлектрика следует необходимость существования в растворе ионных пар, или диполей, способных определенным образом ориентироваться по отношению к границе раздела. Если таких ионных пар, или диполей, на границе раздела фаз не имеется, то двойной электрический слой на поверхности образоваться не. может. При рассмотрении сложного процесса взаимодействия двух фаз на границах твердое тело—жидкость и жидкость—жидкость, связанного с переходом заряженных частиц —ионов через границу раздела и образованием двойного электрического слоя, можно различать отдельные случаи, когда преобладающую роль играют процессы диссоциации поверхностных молекул или адсорбции ионов одного знака заряда. Во всех этих случаях двойные слои имеют обычно диффузный характер и разноименные части двойного слоя располагаются по обе стороны границы раздела. [c.14]

При адсорбции иона на поверхности диэлектрика, также состоящего из ионов, между ионами адсорбента и адсорбированным ионом должны возникать кулоновские силы. Положительный ион, адсорбированный на отрицательном ионе адсорбента, притягивается этим ионом, но отталкивается другими ионами адсорбента, расположенными в непосредственной близости вокруг адсорбирующего отрицательного иона затем он снова притягивается ионами последующего слоя и т. д. В результате всех этих взаимодействий адсорбированный нон испытывает довольно слабое притяжение. Электростатическое поле, создаваемое вблизи кубической грани поверхности кристалла галоидной соли щелочного металла, выражается следующим уравнением, которое было выведено Хюккелем [30] [c.34]

В разделе V, 3 мы рассматривали адсорбцию ионов на поверхности металлов, исходя из поляризации идеально поляризуемой структуры под влиянием иона. Диэлектрики обладают более ограниченной поляризуемостью. Поляризация приводит к смещению электронов в атомах или группах атомов диэлектрика, а также к смещению ионов от их нормального положения [31]. Вместо уравнения (16), которое справедливо для адсорбента с идеальной поляризуемостью, в случае диэлектрика получается следующее выражение для слагаемого энергии адсорбции, обусловленного электростатической индукцией [c.36]

Первичная обработка поверхности влияет на последующее активирование, а следовательно, и на прочность сцепления покрытия. Существуют два метода активирования диэлектрика физическая адсорбция ионов или коллоидных частиц активатора, которая зависит от микрошероховатости поверхности хемосорбция ионов или коллоидных частиц активатора (в этом случае прочность сцепления покрытия с диэлектриком зависит от шероховатости и сил химического взаимодействия между покрытием и диэлектриком). [c.334]

Если исходить из предположения о том, что адсорбция ионов на ртути определяется исключительно электростатическими силами, то все анионы должны были бы изменять ход лишь восходящей ветви электрокапиллярной кривой, где поверхность ртути заряжена положительно. Напротив, влияние катионов должно было локализоваться только на нисходящей ветви, где они электростатически притягиваются к отрицательно заряженной поверхности ртути. В действительности, как это было найдено еще Гуи, многие анионы изменяют ход электрокапиллярной кривой справа от точки максимума, а некоторые катионы влияют не только на нисходящую, но и на восходящую ветви электрокапиллярной кривой. Такое поведение ионов нельзя отнести за счет действия только кулоновских сил. Оно связано с силами взаимодействия, отличными от простых электростатических сил. Такими силами, специфическими для данного рода частиц, могут быть, например, силы Ван-дер-Ваальса или химические (валентные). Благодаря этим силам ионы в состоянии удерживаться на одноименно заряженной поверхности ртути и влиять на электрокапиллярные свойства границы металл — раствор. Точно так же нельзя на основе одних только электростатических представлений объяснить влияние неионизированных органических веществ на ход электрокапиллярных кривых. Дело в том, что большинство органических веществ обладает меньшей диэлектрической постоянной, чем вода, и поэтому должны были бы изгоняться ею из двойного слоя уже при незначительных зарядах подобно тому, как диэлектрик с меньшей диэлектрической постоянной вытесняется из заряженного электрического конденсатора диэлектриком с большей диэлектрической постоянной. В этом случае эффект органических веществ должен был бы проявляться только в очень узкой области потенциалов, непосредственно примыкающих к максимуму электрокапиллярной кривой. В действительности, изменение формы электрокапиллярной кривой под действием [c.237]

Вопрос о природе носителей зарядов, которые перемещаются в граничной фазе двух плотно контактирующих тел и тем самым обусловливают их заряд, не получил в литературе единой точки зрения [51, 80]. Носителями зарядов могут быть электроны, а также ионы атомов и молекул. Электризация при контакте металла и диэлектрика может быть обусловлена не только переходом электронов, но также адсорбцией ионов неметалла на металлической поверхности [50, с. 118]. Таким образом, в металлах и полупроводниках носителями заряда являются электроны. В диэлектриках, [c.23]

Исследования высокочастотной С-ячейки, описанные в работах [1,2, 63, 64], показали, что при точных измерениях параметров растворов необходимо учитывать параметры двойного слоя, возникающего на границе диэлектрик— раствор. Этот двойной слой моделируется сопротивлением / з и емкостью Сз, соединенными параллельно, как показано на рис. II. 3, е. Емкость Сз появляется вследствие адсорбции ионов раствора на поверхности диэлектрика (стенки сосуда ячейки) и состоит из трех областей пространственного заряда в диэлектрике, плотной ионной обкладки и области пространственного заряда в растворе (диффузный слой). Сопротивление / з,эквивалентно утечке емкости Сз и обратно пропорционально количеству ионов, проскакивающих через двойной слой при протекании тока через ячейку. Чем больше диэлектрическая проницаемость ц эффективная [c.38]

Адсорбция неорганических ионов на границе раствор — воздух отрицательна. Иону энергетически выгоднее находиться в глубине раствора, чем на его поверхности. Если раствор рассматривать в виде сплошного диэлектрика с диэлектрической постоянной вх, то, согласно П. Дебаю и Л. Онзагеру, силу Р, действующую на ион с зарядом 0 на расстоянии г от границы раздела с другой фазой, имеющей диэлектрическую постоянную б2, можно оценить методом зеркального изображения [c.91]

Элек рокинетическим потенциалом называют разность потенциалов, возникающую на границе диэлектрика с раствором электролита. Эта разность потенциалов вызвана избирательной адсорбцией некоторых ионов поверхностью диэлектрика последняя вследствие этого приобретает заряд, соответствующий знаку заряда адсорбированных ионов. Ионы противоположного знака, оставшиеся в, электролите, будучи притянуты к заряженной поверхности, локализуются на небольшом (порядка 10 —10- сж) расстоянии от нее. Таким образом создается двойной электрический слой, одна из обкладок которого неподвижно связана с поверхностью диэлектрика, другая находится в жидкости и удерживается около первой силами притяжения. Ввиду того что силы диффузии будут со своей стороны стремиться унести локализованные ионы от поверхности диэлектрика и равномерно распределить их во всем объеме жидкости, структура подвижного слоя будет как бы размытой, ионы не будут лежать в одной плоскости, но будут занимать некоторое пространство (диффузный слой), причем плотность (густота расположения) ионов будет убывать по мере удаления от поверхности диэлектрика [49, 50, 51]. [c.45]

Напротив, при физической адсорбции па ионных диэлектриках условия являются иными. Как уже отмечалось выше, на поверхности этих веществ действуют поля, обусловленные определенными силами, которые зависят от знака заряда ионов, приближающихся к центрам поверхностных элементарных ячеек (см. разделы V, 4 и 5). Поэтому многие молекулы, обладающие диполями (как периферическими, так и непериферическими) или квадруполями, обнаруживают тенденцию к ориентации на поверхности и к потере своего вращательного движения. Как было указано в разделе VI, 2, Дрэйн и Моррисон [37] приняли, что молекулы азота вследствие наличия у них квадрупольных моментов располагакзтся плоско при адсорбции на поверхности рутила. Экспериментальные значения размеров молекулярных площадок, занимаемых другими молекулами при адсорбции на полярных веществах, также указывают на то, что ЕЮ многих случаях адсорбированные молекулы плоско ориентированы на пове])хности. [c.91]

РТсследования доктора Пипка с сотрудниками по Н — В-обмену в пропане являются новым и весьма обстоятельным дополнительным доказательством диссоциативного механизма обмена на диэлектриках (алюмосиликаты, окись алюминия), исключающего в качестве первичного поверхностного комплекса образование иона карбония. Это можно объяснить тем, что при адсорбции связи С — С слишком далеки от каталитической поверхности и поэтому не могут разрываться первыми. В поле электрических сил поверхности катализатора, эффективно действующих на расстоянии порядка атомных размеров, первыми для инициирования вовлекаются С — Н-связи углеводородной молекулы. [c.376]

На рис. 11 представлена зависимость вычисленной по уравнению (26) емкости диффузного слоя 1 1-электролита в воде при 25°С от 9 и концентрации электролита- Для этих кривых характерна резкая зависимость от концентрации и наличие острого минимума при пнз. В первоначальной трактовке Гуи и Чэпмен считали, что диффузный слой ионов должен простираться до поверхности металла, так что следовало бы отождествить с ф - полной разностью потенциалов на границе раздела. Однако в этом случае измеряемая емкость должна совпадать с емкостью диффузного слоя. В действительности такое совпадение отсутствует, что легко установить, сравнив кривые рис. 11 с экспериментальными кривыми (рис. 12). Различие между кривыми проистекает вследствие пренебрежения конечными размерами ионов (и дискретной структурой диэлектрика), которые ограничивают сближшие ионов с электродом. Этот вопрос в основных чертах был исследован Гуи [11] количественное рассмотрение было проведено Штерном [4], проанализировавшим также проблему специфической адсорбции ионов. [c.71]

Электрический заряд на частице.может возникнуть в результате адсорбции ионов из газовой среды, контакта с твердой или жидкой поверхностью, а также взаимного удара частиц в пылевом потоке. В электронном приборе ЭКТМ-2 [151] электризация частиц пыли происходит в каналах, просверленных в цилиндрах из э.бони-та или из других диэлектриков. Частицы, проходя через канал, получают электрический заряд и отдают его при ударе о проволочку,, натянутую по диаметру сечения канала. Проволочка находится в контакте с управляющей сеткой первой лампы усилительного устройства. После предварительного усиления импульсы через усилитель подводятся к счетной части схемы, регистрирующей число частиц. Уменьшая чувствительность счетной части, можно-добиться того, что прибор будет регистрировать только более значительные импульсы, т. е. считать только более крупные частицы. Таким образом представляется возможным получить представле ние о распределении частиц по фракциям. [c.237]

В стехиометрии поверхности за счет потери воды, содержащейся в виде гидроксильных групп. Эти активные поверхности в процессе адсорбции или погружения хемосорбируют воду или органические молекулы типа спиртов и аминов. Аналогичное поведение ожидается для силикагелей, окиси алюминия и алюмоси-ликатных катализаторов крекинга. Очевидно, что использование таких изменяющихся значений теплот погружения для целей систематической классификации ограничено. Тем не менее в результате подобных опытов можно получить важные данные о прочности адсорбции воды. Следует соблюдать осторожность при работе с органическими смачивающими жидкостями, ибо, как показали Шрайнер, Кембол (55) и другие, на поверхности диэлектриков или на ионных поверхностях, обезгаженных при повышенных температурах, может происходить хемосорбция. [c.321]

В период его образования, обладают резко выраженной тенденцией к притяжению ионов противоположного знака. Поэтому этот тип адсорбции, который может быть весьма слабо выражен на некоторых гладких кристаллических гранях, в случае активных центров только что упомянутого типа приобретает первостепенное значение. В результате этого энергии адсорбционных связей при данном типе адсорбции будут снова обладать неоднородным распределением. Отметим, что активные центры для сил Ван-дер-Ваальса и для кулоновских сил не совпадают между собой. Более того, активные центры для сил Ван-дер-Ваальса неактивны по отношению к кулоновским силам, и наоборот[101а]. Как уже было указано в разделе У,4, ионы обладают также способностью поляризовать диэлектрики [см. уравнения (19) и (21)], и возникающее в результате этого эффекта слагаемое энергии адсорбции может даже превышать по своей величине слагаемое, обусловленное кулоновскими силами. Величины поляризационных эффектов, так же как и в случае взаимодействия ионов с поверхностью металлов, изменяются на активных центрах в значительно меньшей степени, чем величины кулоновских сил. [c.68]