Ионизация и поверхностный заряд

В этой модели ионизация поверхности рассматривается как результат нескольких (обычно от одной до четырех) поверхностных химических реакций, каждая из которых характеризуется определенной константой равновесия. Поверхностные концентрации заряженных реагентов, по предположению, зависят от среднего электростатического потенциала той плоскости, в которой образуется комплекс данного типа в соответствии с законом Больцмана. Были рассмотрены модели с центрами одного типа, например только с кислотными группами, и двух типов — применительно к веще- ствам, обладающим амфотерными свойствами. Дискретность поверхностного заряда учитывается здесь только в том плане, что задается поверхностная плотность ионизируемых групп каждого типа. В чистой модели Гуи поверхность раздела характеризуется, таким образом, только числом диссоциирующих групп и константами равновесия. В моделях Штерна и Грэма к этим характеристикам добавляются соответствующие емкости и адсорбционные константы. В простейших случаях получающиеся при зтом изотермы диссоциации или адсорбции, как нетрудно показать [76], вполне эквивалентны обычной изотерме Штерна с учетом или без учета конкурентной борьбы между Ионами за обладание связываюш им центром в зависимости от физического содержания конкретной модели. [c.23]

Как будет обсуждено ниже в гл. 6, отрицательный заряд на поверхности аморфного кремнезема может быть интерпретирован несколькими способами. Одна из точек зрения заключается в том, что структура кремнезема представляется достаточно открытой, и гидроксил-ион способен занимать некоторый участок на поверхности. Поэтому координационное число каждого соседнего с гидроксил-ионом атома кремния повышается на некоторую дробную величину (см. рис. 1.11). Другая трактовка предусматривает возможность ионизации поверхностных силанольных групп [c.483]

Ионизация и поверхностный заряд [c.912]

Хемосорбция всегда приводит к переносу заряда от адсорбата к поверхности катализатора. Такой перенос может быть полным, когда адсорбат либо отдает, либо принимает на себя электроны поверхности твердого тела и происходит полное обобществление электронной системы адсорбата, в данном случае субстрата, и твердого тела — катализатора. Возможны случаи, когда не происходит ионизации адсорбата, а молекула удерживается в адсорбированном состоянии в виде диполей, индуцированных за счет поляризации, наведенной поверхностными зарядами твердого тела. [c.15]

Для того чтобы объяснить, каким образом ПАВ способствуют удалению загрязнений, необходимо рассмотреть силы, удерживающие загрязнение на субстрате, и явления, происходящие в процессе мытья. В состав загрязнения могут входить масляные жидкости, способные течь и, следовательно, изменяющие свою форму при удалении с поверхности субстрата (остатки пота на одежде или остатки жирной пищи на посуде), и частицы твердых веществ, переходящие в моющий раствор без изменения формы (например, сажа и окислы металлов). Хотя многие явления, участвующие в процессах удаления обоих видов загрязнений, одни и те же, каждый из них имеет и важные отличительные особенности. Возьмем, например, сухую ткань, содержащую твердое загрязнение (в данном случае загрязнение удерживается на поверхности материала вандерваальсовы-ми силами притяжения). Если погрузить ее в водный раствор ПАВ и начать перемешивать, то частицы загрязнения будут механически отрываться от поверхности ткани и переходить в раствор. Вслед за этим происходит смачивание тех участков поверхности ткани и частиц загрязнения, которые ранее находились в контакте друг с другом. В результате смачивания водным раствором ПАВ эти участки, как и остальная поверхность ткани и твердых частиц, приобретают электрический заряд, обусловленный адсорбцией на них ионов из раствора или ионизацией поверхностных полярных групп. Поскольку анионы адсорбируются легче, чем катионы, в большинстве случаев поверхность очищаемого материала становится отрицательно заряженной. Возникающий адсорбционный заряд частично нейтрализуется противоположным по знаку зарядом диффузного слоя противоионов, находящихся в растворе вблизи межфазной поверхности. Таким образом, на каждой поверхности образуется двойной электрический слой, а так как поверхности и ткани, и частиц загрязнения обычно заряжаются отрицательно, [c.511]

ПОЛЯ в области ионизации почти не должны зависеть от объемных и поверхностных зарядов [3]. Иначе говоря, созданные в источнике градиенты электрических полей должны быть большими, а это увеличивает разброс ионов по энергиям. Так как при помощи одного магнитного поля нельзя различить ионы, отличающиеся по скоростям, от ионов, отличающихся по массам, то никакого высокого разрешения не удается достигнуть, если прибор не сделать нечувствительным к небольшим изменениям в энергиях ионов нри помощи тех или иных средств. [c.56]

Разделение зарядов может происходить различными путями. На границе раздела твердое тело — раствор электролита одни ионы преимущественно адсорбируются на поверхности твердого тела, а другие, противоположно заряженные, остаются в избытке в растворе, примыкающем к поверхности раздела. (Даже на поверхности раздела воздух— раствор электролита происходит разделение электрических зарядов, поскольку большинство анионов стремится подойти к поверхности раздела ближе, чем катионы.) Такой эффект возникает всегда, когда заряженные частицы в состоянии переходить через границу раздела между двумя фазами, как, например, при ионизации поверхностных групп коллоидной частицы, или на границе раздела солевой кристалл—раствор, или на металлическом электроде. [c.41]

Теория, рассматривающая возникновение электростатических зарядов при трении, объясняет их очень сильным нагревом поверхностей контакта и, как следствие этого, ионизацией поверхностных молекул тела на катионы и анионы с различной подвижностью. Более быстрые катионы отрываются от более медленных анионов и переходят на другую поверхность. Определенную роль здесь играет также температурный градиент между поверхностями контакта ионы переходят из областей с более высокой температурой в области с менее высокой температурой. [c.91]

Использование в методе ЭСХА быстрозамороженных растворов также позволило избавиться от одного из основных источников ошибок метода [79]. Известно, что при ЭСХА-исследоВании электрически нейтральных образцов эмиссия фотоэлектронов вызывает появление положительного поверхностного заряда. Этот заряд уменьшает кинетическую энергию фотоэлектронов. Поскольку энергия связи электронов (энергия ионизации) рассчитывается из этой определяемой экспериментально кинетической энергии, наличие положительного поверхностного заряда может приводить к значительной ошибке, делая результаты неопределенными. [c.158]

Кроме перечисленных выше возможных составляющих поверхностного тока при больших обратных смещениях может возникнуть еще одна, обусловленная развитием ударной ионизации на поверхности р—л-перехода. Возникновение ударной ионизации на поверхности приводит к резкому возрастанию обратного тока с увеличением напряжения, наблюдается поверхностный пробой. Напряжение такого пробоя определяется шириной обедненной области р— га-перехода на поверхности, которая в свою очередь зависит от величины и знака поверхностного заряда [7]. При обработке поверхности прибора стеклом напряжение, с которого начинается резкий рост обратного тока, заметно изменяется (рис. 3). Это говорит об изменении поверхностного заряда. Поверхность прибора очищается от хемосорбированных молекул, а ширина обедненной области р—и-перехода на поверхности приближается к ширине в объеме. Это приводит к увеличению напряжения поверхностного пробоя вплоть до значения, соответствующего объемному пробою. Для наших приборов напряжение объемного пробоя лежит в пределах от 120 до 180 в, [c.210]

Первоначально, пока в окружающей водной среде отсутствуют катионы металла, ионизация поверхностных атомов железа будет протекать с максимальной скоростью (1а= мах), а восстановление ионов железа при этом происходит с нулевой скоростью (1к=0). По мере накопления электроположительных зарядов в слое гидратированных катионов и электроотрицательных зарядов в поверхностном слое металла, скорость ионизации поверхностных атомов железа уменьшается, а скорость восстановления катионов возрастает. При достижении зарядового насыщения двойного электрического слоя скорость ионизации атомов железа становится минимальной, а скорость восстановления достигает максимального значения. Причем в равновесном состоянии, когда диффузия и миграция катионов ограничена и в растворе отсутствуют реагенты, способные вступать во взаимодействие зарядовой нейтрализации катионов (1, 2, 3), устанавливается равенство скоростей ионизации и восстановления (12). [c.11]

Сущность этого способа, который в последние годы широко применяют в промышленности, заключается в нейтрализации поверхностных электростатических зарядов ионами, которые образуются при применении прибора-нейтрализатора. Этот прибор создает большое число ионов, взаимодействующих с противоположными по знаку зарядами. Ионизация воздуха осуществляется двумя способами действием электрического поля высокого напряжения и радиоактивным излучением. [c.342]

С современной точки зрения заряд на коллоидных частицах лиозолей, проявляющийся при электрофорезе, обусловлен наличием на их поверхности двойного электрического слоя из ионов, возникающего либо в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, находящегося в растворе, либо за счет ионизации поверхностных молекул веществ. Правильность такой точки зрения подтверждают опыты, показавшие, что эле строкине-тические явления не наблюдаются или почти не наблюдаются в жидких средах с очень малой диэлектрической проницаемостью, в которых не происходит заметной диссоциации электролитов. К таким жидкостям относятся хлороформ, петролейный эфир, сероуглерод. В то же время электрокинетические явления наблюдаются в нитробензоле в таких слабо полярных жидкостях, как ацетон, этиловый и метиловый спирты, и в особенности — в воде. [c.171]

Адсорбционная флокуляция происходит, как правило, при оптим. соотношении концентраций Ф. и частиц дисперсной фазы. На кинетику и полноту флокуляции, а также структуру и св-ва флокул влияют, с одной стороны, мол. масса, степень ионизации, конформация макромолекул Ф., с доугой - знак и плотность поверхностных зарядов, размер и форма коллоидных частиц, хим. состав их пов-сти. Наиб, эффективна флокуляция при степени адсорбционного заполнения пов-сти частиц полимером ок.. 0,5. Избыток Ф. может не только ухудшить флокуляцию, но вызвать обратный процесс - де-флокуляцию, или пептизацию. [c.106]

В опубликованной вскоре после этого работе Проссера и Китченера [23] бцл применен для измерения молекулярного притяжения между параллельными пластинками из боросиликатного стекла метод, сходный с методом Овербека и Спарная. Однако результаты их измерений были близки к изложенным в 2, очевидно, благодаря применению более эффективного метода удаления поверхностных зарядов посредством ионизации газа токами Тесла. Отличие метода, примененного Проссером и Китченером [23], состояло лишь в том, что сила притяжения измерялась по сдвигу частоты кварцевого осциллятора, к которому прикреплялась нижняя подвижная пластинка, что несколько повысило точность измерений. Измерения были проведены в интервале значений Я от 0,7 до 1 мкм и в более глубоком вакууме (10" мм рт. ст.) [c.79]

Согласно данным Иетса и Хили [191], кремнезем представляет исключение среди других коллоидов в отношении зависимости поверхностного заряда от pH и общей величины емкости двойного электрического слоя. Указанные факторы оказываются гораздо более высокими для кремнезема по сравнению с другими коллоидными системами, для которых была развита приемлемая теория, основанная на уравнении Нернста. Перрам [187] предположил, что при высушивании поверхность такого кремнезема покрывается слоем геля, обладающего микропо-рами, доступными для ионов, но не для азота или каких-либо других молекул. Йетс и Хили на основании, своих исследований по осаждению кремнезема (типа ВОН) пришли к аналогичным выводам. Они также внесли коррективы в кривые потенциометрического титрования при pH >9 с учетом ионизации растворимого кремнезема. Подобные исследования были [c.484]

Представляется, что кремнезем уникален среди нерастворимых оксидных твердых веществ благодаря тому, что значение р/( на поверхности в точке нулевого заряда (рА т. н. з.,= 2) отстоит исключительно далеко от значения р/Са 6—7, соответствующего начальной ионизации поверхностных групп SiOH. Такая разность, равная пяти единицам, гораздо больше, чем для других оксидных твердых веществ (три единицы pH или даже меньше). Согласно Визе и др. [15], представленная -модель связывания центров объясняет поведение поверхностного потенциала для всех оксидных твердых веществ, в том числе и для S102. Характерная особенность кремнезема, очевидно, заключается в следующем противоионы, т. е. ионы Na+, располагаются почти в той же самой плоскости поверхности, где и определяющие поверхностный потенциал ионы SI0-, что совершенно отличается от других оксидов. Вероятно, это обусловливается относительно открытой сеткой ионов кислорода, расположенных на поверхности, с достаточно большими расстояниями между такими ионами, что позволяет, по крайней мере частично, аккомодировать адсорбированные катионы. [c.921]

Кислотная ионизация поверхностных групп 810Н также может являться причиной появления поверхностного заряда. Заряд растет с увеличением концентрации так как при этом происходит сжатие ионной оболочки, окружающей поверхностные заряды, то и увеличивается вероятность дальнейшей ионизации. В случае солсй с общим анионом величина поверхностного заряда падает в ряду [c.418]

Причина всех электрокинетнческих явлений заключена в противоположности знаков заряда дисперсных частиц и дисперсионной фазы. Возникновение зарядов на межфазной границе обусловлено наличием на поверхности коллоидных частиц двойного электрического слоя из ионов, образующегося либо за счет избирательной адсорбции одного из ионов электролита, либо вследствие ионизации поверхностных молекул. Структура двойного электрического слоя не зависит от механизма возникновения зарядов на поверхности, а определяется плотностью расположения зарядов на поверхности. [c.146]

Влияние добавок электролитов. Введение электролитов в растворы ионогенных ПАВ вызывает два различных эффекта, одинаково проявляющихся в снижении ККМ. Во-первых, электролит частично дегидратирует полярные группы ионов ПАВ, так как он связывает воду за счет гидратации своих ионов. Уменьшение гидратации ионов ПАВ повышает их склонность к ассоциации. Во-вторых, добавленный элбктролит уменьшает эффективную степень ионизации поверхностно-активного электролита как в истинном растворе, так и в мицеллярном состоянии. Возрастает доля противоионов, связанных с поверхностью мицелл заряд последних уменьшается. Это уменьшает эффективную электрическую работу против сил электростатического отталкивания, необходимую для введения мицеллообразующего иона в заряженную мицеллу. Следовательно, облегчается мицеллообразование. Кроме того, снижение степени диссоциации поверхностно-активного электролита дополнительно гидрофобизует ПАВ, так как недиссоциированные полярные группы менее гидрофильны, чем ионы. [c.117]

Рассмотрим теперь такой же электрод, включенный в электрическую цепь. Начальное состояние характеризуется значениями параметров Лн и Qs,M- Если подвести к электроду через цепь внешний заряд Qbh, то он потребляется как на изменение поверхностного заряда AQs,m, так и на изменение количества адсорбиронанных атомов —ААц/F в результате их ионизации (при положительном заряде Qbh значение Ан уменьшается) [c.252]

В классических работах Шиноды было показано, что диссоциация ионогенных функциональных групп поверхностно-активных веществ (ПАВ) так же, как диссоциация неорганических солей, сопровождается ростом энтропии, который с избытком компенсирует затрату энергии на разделение ионов. При ионизации поверхностно-активных органических электролитов углеводородные радикалы приобретают эффективные положительные заряды, электростатическое отталкивание которых противодействует ассоциации углеводородных частей молекул. Вследствие появления положительного заряда возникает дополнительное взаимодействие с диполями воды, повышающее растворимость ПАВ. [c.16]

Типичная кривая заряжения, полученная быстрым гальваноста-тическим методом, представлена на рис. 1. На кривой имеются две задержки, т. е. области с высоким значением псевдоемкости, в которых скорость изменения потенциала во времени при постоянной силе тока относительно мала. Первая задержка соответствует ионизации поверхностных атомов водорода, а вторая — образованию поверхностного окисла или адсорбционного слоя кислорода. Между двумя задержками имеется область с низким значением емкости (в которой потенциал быстро изменяется во времени), которая отвечает изменению заряда и строения ионного двойного слоя. [c.397]

Гидратация активных центров поверхности оксида алюминия и ионизация поверхностных гидроксилов с отщеплением протона приводят к появлению у поверхности оксида алюминия электрического заряда, величина которого существенно зависит от pH, так как Н - и ОН -ионы являются потепциалопределяющими ионами поверхности. Знак заряда поверхности изменяется в границах pH 7—9, и потому оксид алюминия является ионообменни-ком амфотерной природы. [c.70]

Изложенные соображения о механизме реакции согласуются с отчетливо выраженным ингибирующим действием неорганических катионов на катализируемую ДДС реакцию гидролиза метилортобензоата [111, 143]. В случае катионов щелочных металлов ингибирующее действие повышается с увеличением размеров иона (ионного радиуса). Для катионов щелочноземельных металлов ингибирующий эффект почти не зависит от природы иона. Для ряда н-алкил- и замещенных н-алкиламмониевых ионов степень ингибирования мицеллярного катализа увеличивается параллельно с усилением гидрофобности иона [111]. Эти солевые эффекты можно объяснить, предположив, что при связывании катионов протоны вытесняются из слоя Штерна. Поскольку реакционная способность субстрата по отношению к протону выше на поверхности анионной мицеллы, чем в объеме раствора, то вытеснение протонов в раствор должно приводить к подавлению мицеллярного катализа. Те же соображения использовались для объяснения ингибирующего действия анионов при катализе реакций гидролиза сложных эфиров катионными детергентами [101]. С другой стороны, ингибирование может быть объяснено (частично или полностью) уменьшением электростатической стабилизации переходного состояния вследствие вызванного противоионами снижения степени ионизации сульфатных групп и тем самым поверхностного заряда мицеллы. Величина ускорения гидролиза ортоэфиров ДДС уменьшается с повышением температуры, что, по-видимому, свидетельствует о контроле скорости каталитической реакции энтальпийным фактором [111]. [c.267]

Для объяснения мицеллярных эффектов в химических реакциях несколько лет назад нами была предложена общая кинетическая теория, учитъюаю-шая распределение реагентов между объемной и мицеллярной "фазами", одновременное протекание реакции в обеих этих фазах и сдвиг кажудейся константы ионизации одного из реагентов под действием поверхностного заряда мицелл. С помощью этой теории, исходя из кривых зависимости валовой скорости от концентрации ПАВ, можно определить коэффициенты распределения реагентов между объемной и мицеллярной фазами и истинную константу реакции, протекающей в мицеллярной среде. Справедливость кинетических уравнений подтверждается тем, что определенные таким образом коэффициенты распределения согласуются с величинами, полученными с помощью других методов (гель-фильтрации, солюбилизации, спектрофотометрического титрования и т.д.). [c.224]

В ср.язи г этим необходимо обратить впимаппр па внутреишою слоистую структуру бентонитов (монтмориллонитов), приводящую к тому, что адсорбируемые молекулы вклиниваются между прилегающими слоями, притом, как правило, несущими отрицательный поверхностный заряд [17]. Но одного электростатического притяжения большого молекулярного иона к отрицательно заряженным атомам О на поверхности недостаточно для покрытия требующегося для ионизации молекулы громадного дефицита энергии порядка 7 эв. [c.187]

Электрофорез — типичный гальванический процесс, однако он отличается от электроосаждения металлов тем, что происходит не в растворах. Заряд, возникающий на частицах при электрофорезе, обусловлен наличием на их поверхности полного диффузного двойного электрического слоя в результате адсорбции из жидкой среды ионов, ПАВ, молекул растворителя, воды или других веществ или ионизации поверхностных молекул пленкообразующего вещества. Свойства и особенности образующихся адсорбционных слоев определяют их поляризуемость, направление, скорость переноса и коагуляции дисперсных частиц и, соответственно, выход и качество образующегося электрофоретического осадка. Так, если применить в полимерных водно-спиртовых дисперсиях анионоактивные ПАВ, например натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, то при получении покрытий осадок будет образовываться на аноде, в случае катионоактивных ПАВ, например диметилдиоктадециламмонийхло-)ида [( Hs)2N( 18H37)]-H l, осаждение происходит на катоде, оль зарядчика могут выполнять также водорастворимые олигомерные пленкообразователи анионо- и катионоактивного типа. [c.243]

Агрегат в результате избирательной адсорбции ионов или ионизации поверхностных молекул приобретает заряд. Ионы, определяющие заряд агрегата, называют потенциалопределя-ющими. Агрегат и потенциалопределяющие ионы образуют ядро. С заряженной поверхностью ядра устойчиво связано некоторое [c.507]

При высоком pH активный центр химотрипсина несет отрицательный заряд, а при низком — нулевой. Можно ожидать, что оснбвная форма активного центра при высоком pH будет стабилизироваться положительным поверхностным зарядом и дестабилизироваться — отрицательным. Как видно из табл. 5.2, это предположение подтверждается экспериментально. Превращение 14 положительно заряженных остатков лизина в отрицательно заряженные карбоксилат-ионы при взаимодействии химотрипсина с янтарным ангидридом приводит к тому, что р/Са группы, степень ионизации которой определяет рН-зависимость са1 для гидролиза метилового эфира ацетилтриптофана, увеличивается от 7,0 до 8,0. И наоборот, превращение 13 отрицательно заряженных карбоксильных групп в положительно заряженные амины понижает р/Са до 6,1. Аналогичным образом ацилирование поверхностных аминогрупп трипсина уксусным ангидридом приводит к увеличению рКл свободного фермента на 0,2 единицы. [c.176]

Большинство объектов химической промышленности относится к классу ЭСИБ (электростатической искробезопасности сильной электризации). Для исключения разрядов необходимо устранять образование зарядов, что достигается заземлением оборудования и коммуникаций, увеличением влажности или ионизацией воздуха, применением антистатических примесей (присадок, поверхностно-активных веществ) и т. д. [c.576]

Ионизация воздуха или среды, в частности внутри аппарата, емкости и т. д. Сущность этого способа заключается в нейтрализации поверхностных электроста-тических зарядов положительными и отрицательными ионами, которые образуются при -использовании специального прибора, называемого нейтрализатором. Ионы, взаимодействуя с положительным зарядами статического электричества, нейтрализуют их. Ионизация воздуха достигается двумя способами действием электрического поля высокого напряжения и радиоактивным излучением. [c.151]

При разрастании трещин потенциалы увеличиваются пропор- ционально расстоянию между стенками, и происходят разряды, сопровождающиеся ионизацией газа или даже образованием плазмы [4]. Полагают, что поверхностная плотность зарядов при этом достигает 1 Кл/м [8]. [c.133]

Различают три возможных механизма образования двойного электрического слоя. Согласно одному из ннх двойной электрический слон образуется в результате перехода нонов или электронов из одной фазы в другую (поверхностная ионизация). Например, с поверхности металла в газовую фазу переходят электроны, образуя со стороны газовой фазы электронное облако. Количественной характеристикой такого перехода может слуя ить работа выхода электрона. Интенсивность электронного потока увеличивается с повышением температуры (термоэлектронная эмиссия). В результате поверхность металла приобретает положительный заряд, а газовая фаза — отрицательный. Возникший электрический потен-инал на границе раздела фаз препятствует дальнейшему переходу электронов — наступает равновесие, при котором положительный заряд поверхности металла скомпенсирован отрицательным зарядом, созданным электронами в газовой фазе, т. е. формируется двойной электрический слой. [c.45]

Адсор бция поверхностно активных веществ как фактор, влияющий на кинетику электродных процессов, подробно рассматривалась в предыдущих главах. Здесь достаточно указать, что адсорбционный слой, тормозящий разряд металлических ионов, неминуемо должен тормозить и обратную реакцию ионизации, причем каждое поверхностно активное вещество должно по-разному влиять на электрокристаллизацию и анодное растворение металла. Такой вывод вполне естествен, поскольку сама адсорбция поверхностно активных веществ, а значит, и состояние адсорбционного слоя, как правило, зависят от потенциала ионного слоя. Поэтому влияние одного и того же вещества на процессы электрокрнсталлизации и растворения металлических ионов, особенно при больших поляризациях, может оказаться резко различным. Наиболее вероятно проявление подобных различий в тех случаях, когда равновесный потенциал электрода лежит вблизи его потенциала нулевого заряда. [c.391]