Возникновение двойного электрического слоя на границе фаз

Возникновение двойного электрического слоя (ДЭС) на поверхности связано с переходом зарядов (ионов) из одной фазы в другую, что обусловлено различием в величине химического потенциала компонента (иона) в граничащих фазах ионы переходят из фазы с большим значением химического потенциала в фазу, где р, имеет меньшее значение. В результате на границе раздела фаз появляется скачок потенциала, который приостанавливает дальнейший переход ионов. [c.64]

Переход заряженных частиц через границу раздела фаз сопровождается нарушением баланса электрических зарядов в каждой фазе и приводит к возникновению двойного электрического слоя, которому соответствует скачок потенциала. Рассмотрим границы раздела фаз и возникающие на них скачки потенциалов в электрохимической системе, которая представляет собой правильно разомкнутую цепь а обоих концах такой цепи находится один и тот же металл (рис. 169). В такой цепи следует учесть скачки потенциалов на границах раздела фаз вакуум —М1 (точки 1—2) М1 —Мц (точки [c.469]

Обмен ионами между фазами — не единственная причина возникновения двойного электрического слоя и скачка потенциалов на границе раздела фаз. Двойной электрический слой может образоваться в результате преимущественной адсорбции одного знака. Ионы противоположного знака притягиваются к поверхности электростатическими силами. Интересно, что двойной электрический слой адсорбционного происхождения может возникать на границе жидкость — воздух. Обстоятельное изучение этого явления провел А. Н. Фрумкин. Он установил анионы чаще адсорбируются на границе вода — воздух, чем катионы повышение гидратации ионов снижает их адсорбционную способность при адсорбции органических ионов выполняется правило Дюкло — Траубе. [c.82]

Ранее был рассмотрен вопрос об условиях возникновения двойного электрического слоя на границе металл — вода или металл — раствор соли, содержащей ионы, одноименные с металлом ( 155). После установления равновесия в такой системе можно всегда констатировать наличие скачка потенциала между заряженной поверхностью металла и жидкостью. Этот скачок потенциала обозначим буквой ф. Его называют термодинамическим потенциалом. [c.322]

Вследствие разности концентраций ионы Н+ и С1 будут перемещаться в этом случае от первого раствора ко второму. Но ионы Н+ и С1 двигаются с различными скоростями (подвижность ионов Н+ примерно в 5 раз больше подвижности ионов С1 ). Поэтому за единицу времени через границу соприкосновения растворов пройдет больше Н+-ионов, чем С1 -ионов. Это ведет к заряжению одного раствора относительно другого, т. е. к возникновению двойного электрического слоя на жидкостной границе и появлению скачка потенциала. [c.175]

Возникновение двойного электрического слоя на границе фаз [c.198]

Еще в начале прошлого века было замечено, что форма поверхности ртутной капли, находящейся в растворе, зависит от сообщенного ей заряда. Если с поверхности ртути периодически снимать заряд, что достигается, например, с помощью укрепленной иглы, то капля ртути начинает совершать сложные движения ( ртутное сердце ). Это явление можно объяснить, если предположить, что поверхностное натяжение ртути зависит от возникновения двойного электрического слоя на металле и, следовательно, от скачка потенциала на границе ртуть —раствор. Наблюдать такую зависимость очень удобно с помощью капиллярного электрометра (рис. 70), который состоит из двух ртутных электродов, сообщающихся при помощи разбавленного раствора серной кислоты. Один из электродов — анод (ртуть в каломельном полуэлементе 4) обладает большой поверхностью и при прохождении тока практически не поляризуется другой же электрод, поляризуемый током,—катод — находится в тонкой стеклянной трубке 2, заканчивающейся капилляром. Вследствие весьма ограниченной поверхности катода (капля ртути) потенциал его может быть изменен в широких пределах в зависимости от величины приложенного заряда. [c.209]

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]

Изучение электрокинетических явлений позволило объяснить, почему при возникновении двойного электрического слоя на границе фаз, кроме термодинамического потенциала ф, появляется электрокинетический потенциал Количественное изучение коллоидных систем и строения двойного слоя позволило не только обнаружить, но и вычислить абсолютную величину -потенциала, [c.251]

Для токообразующих процессов на положительных электродах используются в основном окислы (двуокись марганца, окись ртути) и соли (хлористое серебро, хлористая медь, хлористый свинец). Схема возникновения потенциала на границе таких электродов с раствором сложнее, чем в случае металлических и газовых электродов, но протекающие процессы всегда связаны с возникновением двойного электрического слоя на границе электрод — раствор и с переходом ионов через эту границу. [c.17]

Электрокинетические явления, связанные с возникновением двойного электрического слоя на границе раздела двух фаз —коллоидно-дисперсных частиц минеральных вяжущих и дисперсионной жидкой средой, предопределяют многие физико-химические процессы, протекающие как в гидратирующихся вяжущих, так и в затвердевшем цементном камне (бетоне). [c.155]

Важнейшая особенность лиофобных золей и суспензий, определяющая всю сумму наблюдаемых поверхностных явлений, состоит в существовании двойного электрического слоя ионов и скачка потенциала на границе раздела фаз. Причинами возникновения двойного электрического слоя являются разница в диэлектрических свойствах материала среды и дисперсной фазы, специфические молекулярные силы, обусловливающие избирательную адсорбцию ионов из раствора, или ионизация поверхностных молекул вещества самой дисперсной фазы. [c.26]

Электроды. Возникновение двойного электрического слоя на границе твердой и жидкой фаз подробно рассматривается в курсе физической химии. [c.200]

В гл. V были рассмотрены причины, приводящие к возникновению двойного электрического слоя. Было указано, что двойной слой на границе между электродом и раствором можно рассматривать как конденсатор, состоящий из двух обкладок поверхности электрода и прилегающего слоя раствора. Обкладка, расположенная в растворе (жидкостная), состоит в общем случае из двух частей — плотной и диффузной (размытой). Теперь мы рассмотрим строение двойного слоя более подробно. [c.343]

На последующем этапе электрическая теория адгезии учитывает значение сил молекулярного взаимодействия в явлениях адгезии. Адсорбционные явления считаются важными лишь постольку, поскольку в результате их возникает перераспределение электронов на границе раздела, приводящее к образованию двойного электрического слоя. Если в контакте находятся полимер и металл, то последний всегда является донором электронов. В связи с этим граничные слои металла обедняются электронами, а граничные слои полимера ими обогащаются, что приводит к возникновению двойного электрического слоя. При отрыве поверхность металла оказывается заряженной положительно, поверхность же полимера отрицательно. Отрицательный заряд вызван избытком электронов на поверхности полимера. [c.22]

Однако, не только химические реакции существенно влияют на сцепление. Укажем, по крайней мере, еще на два явления это — возникновение двойного электрического слоя и термоупругих напряжений. Первый всегда образуется на границе раздела фаз, а вторые возникают вследствие различий коэффициентов термического расширения (к. т. р.) материалов покрытия и изделия. Этим явлением в современной литературе по высокотемпературным покрытиям уделено, к сожалению, незаслуженно мало внимания. [c.4]

В основе электрической теории адгезии [18—21, 29, 39] лежит представление о двойном электрическом слое, образующемся при тесном контакте двух поверхностей. Электрическая теория адгезии учитывает также и роль молекулярного взаимодействия в явлениях адгезии. Адсорбционные процессы считаются важными лишь постольку, поскольку в результате их протекания возникает перераспределение электронов на границе раздела, приводящее к образованию двойного электрического слоя. Если в контакте находятся полимер и металл, то последний всегда является донором электронов. В связи с этим граничные слои металла обедняются электронами, а граничные слои полимера ими обогащаются, что приводит к возникновению двойного электрического слоя. При отрыве поверхность металла оказывается заряженной положительно, поверхность же полимера — отрицательно. Отрицательный заряд обусловлен избытком электронов на поверхности полимера. [c.13]

Возникновение двойного электрического слоя можно представить себе как косвенный результат ориентированной адсорбции полярных функциональных групп полимера. Ориентация полярных групп должна изменить разность потенциалов между фазами, что и приводит к образованию двойного электрического слоя. Если функциональная группа обладает свойствами донора или акцептора электронов, способных переходить через границу раздела фаз (и, следовательно, создавать двойной электрический слой, обе разноименные обкладки которого разъединяются при отрыве), то это свидетельствует о прямом влиянии функциональных групп на плотность зарядов двойного электрического слоя. Полимер может вести себя как донор или как акцептор электронов в зависимости от того, с поверхностью какого вещества он приходит в контакт. [c.13]

В последнее время особое внимание проявляется к проблемам электрохимической кинетики, которые являются центральными при осуществлении любых электродных реакций. Теоретические обобщения и выводы электрохимической кинетики все более широко применяются не только при изучении теоретических закономерностей электрохимии, но и в электрохимической технологии. Результаты теоретических исследований позволяют, в частности, глубже осознать связь между явлениями, которые протекают при возникновении двойного электрического слоя на границе фаз, и теми глубокими изменениями вещества, которые наблюдаются на электродах при пропускании тока. [c.6]

Когда ионы металла переходят в раствор (энергия гидратации ионов достаточна для разрыва связи между ион-атомами и электронами), на поверхности металла остается эквивалентное количество электронов (рис. 7), которые в раствор не переходят и сообщают металлу отрицательный заряд. 3)тот заряд вызывает электростатическое притяжение между положительно заряженными ионами металла, нерешедщими в раствор, и поверхностью металла. Указанные явления на границе металл — водный раствор электролита приводят к возникновению двойного электрического слоя, образуемого электрическими зарядами, находящимися на металле, и ионами противоположного заряда, располагающимися у поверхности металла в растворе, что приводит к установлению некоторой разности потенциалов между металлом и раствором электролита (рис. 8, а). [c.15]

Переход заряженных частиц через границу раздела фаз сопровождается нарушением баланса электрических зарядов в каждой фазе и приводит к возникновению двойного электрического слоя, которому соответствует скачок потенциала. Рассмотрим границы раздела фаз и возникающие на них скачки потенциалов в электрохимической системе, которая представляет собой правильно разомкнутую цепь а обоих концах такой цепи находится один и тот же металл (рис. 169). В такой цепи следует учесть скачки потенциалов на границах раздела фаз вакуум —Mi (точки 1—2) Mi —Мц (точки 3—4) Мц —раствор L (точки 5-—б) раствор L —Mi (точки 7—8) Mi —вакуум (точки 9—10), где М —металл. Потенциал х. отвечающий работе переноса элементарного положительного заряда из глубины фазы в точку в вакууме, расположенную в непосредственной близости к поверхности фазы, называется поверхностным. В рассматриваемой. цепи поверхностные потенциалы возникают между точками / и 2, а также 9 и 10. Разность внутренних потенциалов соседних фаз называется гальвани-пот нциалом. В цепи, представленной на рис. 169, гальвани-потенциалы возникают на границах фаз точки 3—4-, точки 5—6 точки 7—S. Э. д. с. этой цепи представляет собой сумму скачков потенциалов [c.469]

Важное значение имеет образование двойного электрического слоя на границе раздела фаз в гетерогенных дисперсных системах. Возникновение двойного электрического слоя возможно двумя путями. Первый путь связан с адсорбцией на поверхности частиц твердой фазы ионов из раствора. При этом на поверхности твердой фазы адсорбируются те ионы, которые могут образовать с ионами противоположного знака (входящими в ее состав) трудно растворимые соединения либо такие ионы, которые входят в решетку, могут замещать в кристалле соответствующий ион, давая изоморфное с кристаллом соединение. Рассмотрим два примера. Гидрозоль иодистого серебра получают по реакции между AgNOs и KI. Если взять избыток AgNOs, на поверхности коллоидных частиц Agi адсорбируются ионы Ag+ и частица становится заряженной положительно. При наличии в растворе избытка KI коллоидная частица Agi приобретает отрицательный заряд вследствие адсорбции ионов I-. Таким образом, создается внутренняя обкладка двойного электрического слоя, определяющая знак заряда коллоидной частицы. Ионы К+ остаются в растворе и образуют наружную обкладку двойного слоя. [c.322]

Адсорбция ПАВ сильно влияет на связанные с твердой поверхностью объемы воды. Так, они могут снизить гидратацию твердой поверхности, ослабляя прочность связи молекул воды с ней. Это происходит, когда в результате адсорбции ПАВ меняется состояние внутренней обкладки двойного электрического слоя, которое в значительной степени предопределяет состояние всего двойного слоя в целом и его внешней обкладки, т. е. степень гидратированности твердой поверхности. Образование внутренней обкладки является первопричиной появления потенциала на границе раздела твердое тело — жидкость н возникновения двойного электрического слоя. [c.18]

Электрокинетнческне явления в системах цемент — вода, глина— вода и др., обусловленные возникновением двойного электрического слоя на границе раздела фаз, определяют адсорбционные процессы, электроосмотическое течение жидкостей, деформативные свойства, коагуляцию, а также ряд других свойств этих систем. Эти явления связаны с наличием межфазной поверхности и особенно сильно проявляются в высокодисперсных системах с большой удельной поверхностью, каковыми являются гидратирующиеся минеральные вяжущие вещества, глинистые минералы, глины и пр. [c.146]

Прежде чем перейти к рассмотрению этих соотношений, необходимо ознакомиться с сущностью каждого из возможных индивидуальных адсорбционных процессов. Начнем с выяснения причин возникновения двойного электрического слоя на границе кристалл — раствор. Напомним, что еще А. Лоттермо-зер [7] показал, что частицы галогенидов серебра приобретают [c.96]

Электрическая стабилизация дисперсных систем связана с возникновением двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Такая стабилизация имеет основное значение для получения устойчивых лиозолей и суспензий в полярной среде, например в воде. В любом гидрозоле все коллоидные частицы имеют одинаковый знак заряда. Однако коллоидная мицелла в целом электронейтральна в результате образования двойного электрического слоя. Поэтому электростатическое отталкивание между коллоидными частицами (электрический фактор устойчивости) возникает только при достаточном их сближении, когда происходит перекрывание их ионных атмосфер (рнс. 102). Потенциальная энергия электростатического отталкивания тем больше, чем больше перекрывание диффузных частей двойного электрического слоя коллоидных частиц, т. е. чем меньше расстояние (х) между ними и чем больше толщина двойного электрического слоя. [c.332]

Напомним, что по представлениям, развитым Нернстом, процесс возникновения двойного электрического слоя происходит следующим образом. Когда металл погружен в раствор своей соли, диссоциированной на ионы, то имеют место две противоположные тенденции одна — стремление ионов металла под влиянием осмотического давления. р выделиться иэ раствора на металл и, другая, противоположная первой, — ст.пемление металла переходить в раствор в виде ионов. Причину, обусловливающую переход металла в виде катионов в раствор, Нернст назвал электролитической упругостью растворения (рг). Если р2 > то некоторое исчезающе малое количество металла в виде катионов перейдет в раствор, благодаря чему металл приобретет отрицательный заряд. Ио ны, имеющие противоположный заряд по сравнению с металлом, не могут от него удалиться и образуют двойной электрический слой на границе металл — раствор, [c.201]

Возникновение двойного электрического слоя можно представить себе как косвенный результат ориентированной адсорбции полярных функциональных групп полимера. Ориентация полярных групп должна (изменить разность потенциалов между фазами, что и прииодит к образованию двойного электрического слоя. Если функциональная группа обладает свойствами донора или акцептора электронов, способных переходить через фазовую границу раздела (и, следовательно, создавать двойной электрический слой, обе разноименнью обкладки которого будут разъединяться при отрыве), то подобный механизм говорит [c.22]

Следствием развития электрической теории адгезии стала так называемая электронная теория адгезии [1]. В соответствии с этой теорией, возникновение двойного электрического слоя является результатом переноса электронов через границу адгезив — субстрат, когда полимер, а точнее, его функциональные группы, явля- [c.8]