Взаимодействие неодинаково заряженных поверхностей

Ионно-электростатическое взаимодействие разнородных частиц. У дисперсных частиц неодинаковой природы должен быть различным и заряд поверхности. При разноименных зарядах (потенциалах) поверхности на любых расстояниях, соответствующих перекрытию ДЭС, возникают силы притяжения, которые вызывают слипание частиц — гетерокоагуляцию или взаимную коагуляцию. При одинаковом знаке заряда и равных потенциалах поверхностей эти силы вызывают положительное расклинивающее действие — отталкивание однако при некотором различии в потенциалах они могут проявлять себя так е, как силы притяжения [98]. Следовательно, при разноименных потенциалах поверхности или одноименных, но при некотором различии в их величинах возникают электроповерхностные равновесные силы притяжения. [c.24]

Электрические заряды возникают в любом технологическом процессе, при котором происходит динамическое взаимодействие диэлектрических жидкостей (перемещение по трубам, смещива-ние, разделение, механическая обработка и т. д.). Электризация наиболее вероятна при перемещении жидкостей по трубопроводам. Опасность искрового разряда с поверхности заряженной жидкости в сосуде определяется плотностью заряда в поверхностном ее слое, максимальное значение которой достигается во время истечения электролизующейся жидкости из загрузочного патрубка в емкость. Плотность заряда в этот период на различных участках поверхности неодинакова. На поверхности-выхода затопленной струи плотность зарядов достигает максимальных значений. При разобщении потока на отдельные струи в различных направлениях наибольшая плотность заряда достигается в местах более быстрого выхода струй заряженной жидкости на поверхность. В реальных условиях заполнения вертикального цилиндрического резервуара через вертикальный загрузочный патрубок плотность заряда в поверхностном слое жидкости оказывается наибольшей там, где боковая стенка ближе расположена к сливному патрубку. [c.345]

Обе эти характеристики связаны с высотой и формой потенциального барьера, существующего на границе раздела кристалл—окисная пленка. Действительно, скачок электростатического потенциала в слое пространственного заряда является высотой потенциального барьера, расположенного в этом слое, а скорость электронного обмена между объемом кристалла и поверхностным окислом определяется высотой потенциальных барьеров, расположенных в слое пространственного заряда и непосредственно на границе раздела. В 31 мы видели, что скорость электронного обмена (ток обмена) с различными ионами водного раствора неодинакова и зависит от их положения в ряду напряжений. Такое же утверждение справедливо и для адсорбированных в окисной пленке частиц, скорость электронного обмена с которыми должна зависеть от их химической природы и степени взаимодействия с окислом. Поэтому обычно говорят, что н а поверхности полупроводникового кристалла присутствуют быстрые и медленные состояния. При этом под быстрыми состояниями подразумеваются те энергетические уровни в окисной пленке, [c.206]

Когда, например, в водной среде оказывается кристалл соли (например, хлорида натрия), то диполи воды немедленно притягиваются к ионам, находящимся на поверхности кристалла энергия взаимодействия иона и диполей воды настолько велика, что ионы покидают свои места в кристаллической решетке и уходят в водную среду, окруженные оболочками из молекул воды. Велики ли эти водяные шубы У различных ионов они неодинаковы. Чем меньше размер иона и больше его заряд, тем прочнее удерживаются диполи воды в гидратной оболочке — шубе иона , вполне прочно удерживаются лишь 4—6 молекул воды. [c.36]

Если бы в этой системе не происходило никаких других электрохимических процессов, дальнейший переход ионов металла в раствор был бы невозможен и процесс коррозии прекратился бы. Однако границе металл — электролит свойственна электрохимическая неоднородность, обусловленная как различиями в физико-химическом состоянии отдельных участков поверхности металла, так, и даже незначительными колебаниями концентрации электролита и растворенных в нем газов, неодинаковостью физических условий в разных точках. Вследствие этого на некоторых участках металлической поверхности оказывается возможным взаимодействие избыточных положительных ионов раствора с избыточ ными отрицательными зарядами металла — электронами. Электростатическое взаимодействие заряженного раствора и металла при этом нарушается, и ионы металла вновь могут поступать в раствор. [c.115]

Причины следующие. Энергия взаимодействия воды с различными поверхностными ионами минерала неодинакова. Поэтому ионы одного знака переходят в раствор в большем количестве, чем другого знака, электронейтральность поверхности нарушается. Поверхность минерала приобретает заряд, противоположный по знаку ионам, преимущественно перешедшим в раствор. Другой причиной образования двойного электрического слоя может явиться преимущественная адсорбция на поверхности из раствора ионов одного знака. В результате устанавливается равновесие между твердой поверхностью и раствором. [c.18]

Изложенная выше теория в основном была разработана одним из авторов [2]. Впоследствии она получила свое развитие в работах ряда других авторов [10, И, 13—15]. Был рассмотрен также случай поверхностей с заданными плотностями поверхностного заряда [15 — 17] и поверхностей, одна из которых характеризуется постоянной плотностью заряда, а другая — постоянным потенциалом поверхности [18]. Деверо и Де Бройн и Хонинг и Мул опубликовали таблицы для энергии электростатического взаимодействия неодинаково заря- [c.285]

Гидридная поверхность не является строго неполярной. Атомы водорода несут некоторый отрицательный заряд. Как известно, кислород силоксановой связи обладает слабыми электронодонорными свойствами. Однако в зависимости от того, с какими другими атомами связан кремний, полярность силоксановой связи может быть разной. Очевидно, она будет неодинакова для связей -Si-O-Si-OH и -Si-O-Si-H. Этим, вероятно, объясняется то, что на поверхности гидридполисилоксана лучше адсорбируются молекулы ароматических соединений с полярными группами (фенол, нитробензол), чем молекулы бензола. Потенциальными центрами, ответственными за специфическое взаимодействие молекул адсорбата с поверхностью гидридполисилоксана, вероятно, могут быть атомы кремния силоксановой связи с вакантными 3 /-орбиталями. В табл. 8.7 представлен характер влияния природы поверхности на адсорбцию молекул разной электронной структуры. [c.374]

Замена обменного комплекса глинистого минерала вызывает изменение природы ее поверхности. Неодинаковые гидратируе-мость и положение обменных катионов на глинистой частице влияют на взаимодействие воды с поверхностью минерала. Ме-ринг и Гласс [17] показали, что в случае, если в монтмориллоните обменные позиции занимает Ыа+, он располагается в гексагональных пустотах на базальной поверхности непосредственно у заряда, который им нейтрализуется. В этом случае на поверхности нет такого катиона, который препятствовал бы увеличению толшины гидратных слоев, а заряды на частицах нейтрализованы. Как следствие этого, Ыа-монтмориллонит легко диспергируется, а толщина водных слоев может достигать значительной величины. [c.66]

В отличие от теории Гельмгольца, которая рассматривает только электростатическое взаимодействие ионов с металлом, теория Гуи — Чапмена учитывает также и тепловое движение ионов. Согласно этой теории возле поверхности электрода, как и в любой части раствора, происходит свободное тепловое движение ионов. Однако распределение катионов и анионов возле поверхности неодинаково, так как электрическое поле, создаваемое зарядами металлической поверхности, обусловливает предпочтительное расположение около электрода противоположно заряженных ионов. [c.105]

Степень адсорбции ионов электролитов частицами различных минералов неодинакова. Минералы, в которых между структурными элементами решеток действуют преимущественно близкодействующие ковалентные связи (кварц, глинистые минералы) с небольшой долей ионной составляющей (определяется степенью замещения кремния алюминием в полимерных каркасах, слоях) и с малой плотностью ее, характеризуются меньшей степенью воздействия на ионы электролитов. Наоборот, решетки, в которых связь между ее элементами преимущественно ионная (дальнодействующая) и плотность распределения зарядов по поверхности высокая (Са +СОз -, Мд +СОз - и др.), будут сильнее воздействовать на заряженные частицы электролитов. Таким образом, избирательная способность к ионам солей у известняков (а также у полевых шпатов, гематита) выше, чем у кварца и глинистых минералов. Кроме того, поскольку катионы обычно состоят из одной частички, имеющей малый размер и большую подвижность, а анионы чаще всего являются радикалами (СОз -, 5042") более крупных размеров и меньшей подвижности, на поверхности твердых тел быстрее адсорбируются катионы, чем анионы. Какая-то часть катионов Ыа+, К+, Са +, Mg2+ избирательно адсорбируется (в порядке Мд>Са>ЫаЖ) под действием поверхностной энергии Гиббса в первую очередь на поверхности зерен известняка, полевого шпата, затем кварца, сообщая этим зернам положительный заряд. Под непосредственным воздействием этих ионов на поверхности частиц упорядочиваются молекулы ПАВ и воды, создавая вместе с ионами адсорбционную оболочку вокруг зерен. Наличие положительных зарядов на таких адсорбционных комплексах (известняк —катионы — ПАВ — вода) приводит к тому, что вокруг них ориентируются отрицательно заряженные глинистые частицы и ионы 8042-, НСО3-, тоже предварительно адсорбировавшие на себе молекулы ПАВ и воды. Какая-то часть ионов Ыа+, К+, Mg +, Са2+ и 5042-, НСО3- остается в гидратированном виде в жидкой фазе. Таким образом, в суспензии действуют силы электростатического притяжения и отталкивания крупных адсорбционных комплексов (известняк —катионы —ПАВ — вода), мелких катионов и анионов, дипольные взаимодействия между униполярными комплексами, водородная связь между молекулами воды. Свободная же вода, разделяющая все частицы друг от друга, обеспечивает текучесть суспензии. [c.286]