Размеры слоя ионита

В процессе образования гидрофобного золя рост ядра в той или иной стадии может быть приостановлен созданием так называемого адсорбционного слоя из ионов стабилизатора. Ионная сфера вокруг ядра коллоидной мицеллы состоит из двух слоев (или двух сфер) — адсорбционного и диффузного. Адсорбционный слой слагается из слоя потенциалопределяющих ионов, адсорбированных на поверхности ядра и сообщающих ему свой заряд, и части противоионов, проникших за плоскость скольжения и наиболее прочно связанных электростатическими силами притяжения. Вместе с ядром эта ионная атмосфера образует как бы отдельный гигантских размеров многозарядный ион — катион или анион, называемый гранулой. Диффузный слой, расположенный за плоскостью скольжения, в отличие от адсорбционного не имеет в дисперсионной фазе резко очерченной границы. Этот слой состоит из противоионов, общее число которых равняется в среднем разности между всем числом потенциалопределяющих ионов и числом противоионов, находящихся в адсорбционном слое. [c.318]

Каждая частица дисперсной фазы представляет собой агрегат молекул ультра-микроскопических размеров и называется агрегатом. Агрегат вместе с двойным электрическим слоем из потенциалопределяющих ионов и противоионов образует мицеллу. Часть мицеллы, состоящая из агрегата и потенциалопределяющих ионов, называют ядром мицеллы. Под действием электростатического притяжения противоионы стремятся расположиться-возможно ближе к ионам, адсорбированным иа поверхности. В предельном случае образуется два слоя ионов, из которых один расположен на твердой поверхности — внутренняя обкладка двойного слоя, другой, заряженный противоположно, расположен в растворе на расстоянии ионного диаметра — внешняя обкладка его. Такой двойной слой представляет собой как бы плоский конденсатор с толщиной б порядка диаметра молекулы. Это двойной электриче- [c.263]

Модель Гуи и Чепмена предполагает диффузное расположение противоионов, находящихся под действием сил, действующих в противоположных направлениях электростатических сил притяжения к поверхности (к внутренней обкладке) и сил теплового движения ионов, приводящих к диффузии и размыванию внешнего слоя ионов (рис. 25.5, //). Эта теория вводит понятие диффузного слоя, но ионы рассматриваются как точечные заряды, не имеющие собственных размеров. Теория не учитывает специфическую адсорбцию противоионов, не объясняет явление перезарядки и т. д. [c.403]

В качестве примера можно рассмотреть ионообменные свойства монтмориллонита таким образом, что составляющие его поочередно расположенные пластинки оксида кремния и оксида алюминия связаны одно- и двухзарядными катионами Ыа+, К+, Са +, Mg +. В гидратированном состоянии между этими слоями диффундируют и другие катионы, обменивающиеся с перечислен ыми. Считают, что способность замещения ионов зависит от природы сил, связывающих ионы в кристалле, концентрации, заряда и размеров обмениваемых ионов, стерической доступности ионов решетки, механизма растворения. [c.118]

СИЛ притяжения к поверхности и сил теплового движения ионов, приводящих к диффузионному размыванию внешнего слоя ионов. Эта теория вводит понятие диффузного слоя, но ионы рассматриваются как точечные заряды, не имеющие собственных размеров. К недостаткам теории следует отнести то, что она не объясняет явление перезарядки, не учитывает специфическую адсорбцию противоионов и др. [c.140]

Блокируя поверхность инертного либо свежеосажденного металла, органические молекулы сильно замедляют процесс восстановления иона металла. Как правило, скорость катодного процесса на твердом электроде ниже, чем при тех же условиях на ртутном. Адсорбированные на электроде частицы в большой степени определяют структуру двойного слоя, размеры слоя Гельмгольца, непосредственно влияя на электродный процесс. Строение двойного слоя в неводных растворах, а также влияние на него различных параметров, в том числе и состава раствора, довольно подробно описаны в работах [1116, 637, 1115, 170, 1105, 130]. [c.86]

Структуры, построенные из плотноупакованных слоев ЛОз. Некоторые катионы, сравнимые по своему размеру о ионом 0 , образуют плотноупакованные слои АОз, которые могут чередоваться в различной последовательности. Меньшие по размеру катионы занимают октаэдрические пустоты, находящиеся между группировками из шести ионов с образованием [c.295]

Из формулы (3.5.20а) следует, что при малом потенциале поверхности емкость двойного слоя ионов конечного размера меньше, чем емкость слоя точечных ионов, в ( Р / 4 5) раз. Это различие полностью зависит от потенциала Ч ь который пока фигурировал в теории только как дополнительный независимый параметр теории двойного слоя. [c.600]

Пусть заданы состав раствора, размер ё и энергия химического сродства Ф, ионов к поверхности, на которой образуется ДЭС (для краткости будем называть ее электродом), и предельные адсорбции ионов. Уравнения (3.5.27) и (3.5.28) в равной мере могут быть применены как к слою потенциалопределяющих ионов, так и к слою ионов, локализованных в плоскости их максимального приближения (в плоскости с/), т. е. к противо-ионам и коионам. Каждое из выражений (3.5.27) и [c.602]

Последнее положение влечет за собой наиболее значительные последствия. Уравнение Пуассона — Бо шц-мана для указанного слоя содержит в правой части только одно слагаемое — объемную плотность заряда, создаваемую в этом слое ионами малого размера [c.604]

При подборе параметров задачи (размер и сродство ионов к поверхности), обеспечивающих наилучшее совпадение теоретических и экспериментальных зависимостей, выявляется необходимость в пониженном значении диэлектрической проницаемости среды в плотной части ДЭС. Для этого есть достаточно оснований воздействие на растворитель полей очень большой напряженности (порядка 1 О В/м), фактическое отсутствие растворителя как сплошной среды между электродом и слоем ионов, расположенных в ближней и дальней плоскостях их локализации. [c.606]

Последнее обстоятельство позволяет приписать среде, разделяющей поверхность электрода и ближайший слой ионов, относительную диэлектрическую проницаемость, близкую к проницаемости вакуума, тогда как ионы диффузного слоя могут быть окружены средой как с номинальными свойствами, так и с пониженной проницаемостью. При обычной величине диэлектрической проницаемости плотной части двойного слоя его емкость примерно на порядок больше экспериментальных значений. Кроме того, при сильном увеличении концентрации электролита, как правило, необходимо уменьшать размеры ионов (т. е. учитывать их дегидратацию, что вполне оправдано), а также варьировать диэлектрическую проницаемость среды в двойном слое [c.606]

Такой предполагаемый вид имеет мицелла СгЗ в начальной стадии гидратации. Образующиеся в реакционной среде ионы Са , имеющие большие заряд и размеры, чем ион Н+, вытесняют его из диффузного и адсорбционного слоев, понижая тем самым -потенциал. [c.155]

На поверхности и внутри пор (капилляров) мембраны, погруженной в раствор электролита, возникает граничный слой связанной воды, как показано на рис. 17.4. Этот слой воды образует пленку толщиной в. Связанная в граничном слое вода теряет растворяющую способность по отношению к растворенным в объеме солям. Поэтому под действием перепада давления эта вода из граничного слоя перетекает по капиллярам через мембрану, если размер капилляров в мембране меньше размеров гидратированных ионов соли (меньше 20 А), как это схематично показано на рис. 17.4, а. Но реальные мембраны имеют поры различного размера, в том числе и крупные (больше 20 А), поэтому часть гидратированных ионов соли может проникнуть через эти крупные капилляры, как показано на рис. 17.4,6. Следовательно, селективность мембраны тем выше, чем больше толщина граничного слоя и чем больше размеры гидратированных ионов соли. [c.433]

Возникновение диффузного слоя ионов в растворе вблизи межфазной границы обусловлено равновесием между притяжением (отталкиванием) ионов к заряженному электроду и выравниванием ионных концентраций за счет тепловой диффузии. Это равновесие было теоретически рассмотрено в работах Гуи [2] и Чэпмена [3]. Трактовка этих авторов близка к теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Теория Гуи-Чэпмена основана на ряде не вполне строгих предположений. Например, в этой теории ионы рассматриваются как точечные заряды, а также принимается, что при переносе ионов к границе раздела фаз затрачивается лишь электростатическая работа. Поэтому теория Гуи— Чэпмена является точной лишь для разбавленных растворов. Далее, в этой теории принимается, что роль растворителя в электрическом взаимодействии между ионом и электродом можно учесть с помощью макроскопической диэлектрической проницаемости. Это предположение в электрохимической теории весьма распространено и зачастую неизбежно, однако его пригодность для описания электростатических взаимодействий на расстояниях, сравнимых с молекулярными размерами, в высшей степени сомнительна. Тем не менее простую теорию двойного слоя с успехом применяли к целому ряду растворителей в различных условиях. Успехи теории частично объясняются тем обстоятельством, что в области ее несостоятельности (при больших концентрациях электролита или больших напряжениях) диффузный слой слабо влияет на свойства двойного слоя. Вывод основных уравнений диффузного слоя довольно прост и будет опущен. Подробное рассмотрение вопроса читатель найдет в обзоре Грэма [7]. [c.67]

Опубликованные до настоящего времени нейтронные спектры [35, 36, 38] ионных растворов отличаются от спектров воды в зависимости от размеров и зарядов анионов и катионов, концентрации, температуры и угла рассеяния. В упругой области появление новых частот и исчезновение частот воды связаны с разрушением структуры воды и образованием новых гидратных структур под действием ионов. При высоких концентрациях частоты максимумов характеризуют связывание и координацию молекул воды в первых гидратных слоях ионов. При низких концентрациях нейтронные спектры отражают структуру растворителя и ее изменение под действием ионов. Квазиупругие максимумы дают дополняющую колебательные спектры информацию [c.265]

Штерн 22 ввел поправку, учитывающую конечные размеры первого слоя ионов на основе допущения, что ионы не могут приблизиться к стенке ближе, чем на предельное расстояние 6. Штерн рассмотрел также возможность специфической адсорбции противоионов и их плоского размещения также на расстоянии б от поверхности. В соответствии с этой теорией, потенциал линейно изменяется от 1150 на поверхности до г[1(, на границе слоя Штерна и затем экспоненциально падает до нуля, как и в теории Гуи — Чепмена. [c.172]

Чапманом. Такое предпо-ложенне было сделано Штерном (1924) в его адсорбционной теории двойного электрического слоя. Штерн полагал, что определенная часть ионов удерживается вблизи поверхностн раздела металл — электролит, образуя ге./1ьмгольцевскую пли конденсированную обкладку двойного слоя с толщиной, отвечающей среднему радиусу попов электролита. Здесь Штерн следовал принципам, заложенным во втором приближении теории Дебая и Гюккеля. Таким образом, успехи теории растворов в свою очередь содействовали развитию теории двойного электрического слоя иа границе электрол — электролит. Остальные иопы, входящие в состав двойного слоя внутри гел ьм гол ьцеп с ко й обкладки, по ис удерживаемые жестко на поверхности раздета, распределяются диффузно с постепенно убывающей плотностью заряда. Для диффузной части двойного слоя Штерн, так же как и Гуи, пренебрег собственными размерами нонов. Кроме того, Штерн высказал мысль, что в плотной части двойного слоя ионы удерживаются за счет не только [c.267]

Из уравнения (XX, 6) видно, что определяющей суммарную емкость двойного электрического слоя является меньшая из величин Сг и Сд. Емкость плотной части двойного слоя определяется размерами адсорбированных ионов и способностью их деформироваться под действием электрического поля. Поэтому при постоянной температуре Сг является функцией только заряда поверхности и не зависит от концентрации электролита. Обычно величины емкости плотного слоя лежат в пределах 20-4-40 мкф/см . В отли-чие 01 Сг, емкость диффузной части двойного слоя существенно зависит от концентрации электролита (уменьшается с разбавлением, а также с уменьшением заряда электрода). Если концентрация электролита высока, то емкость диффузной части двойного слои значительно превышает емкость слоя Гельмгольца. В этом случае [см. уравнение (XX, 6)] [c.539]

Первые предположения о его образовании были сделаны Квинке. Строение двойного электрического слоя впервые было представлено Гельмгольцем и Перреном по аналогии со строением плоского конденсатора. Предполагалось, что, как и в плоском конденсаторе, на границе соприкасающихся фаз заряды располагаются в виде двух рядов разноименных ионов. Толщина слоя считалась близкой к молекулярным размерам или размерам сольватированных ионов. Потенциал слоя снижается на этом расстоянии линейно до нуля. Поверхностный заряд <7 определяется в соответствии с теорией плоского конденсатора уравнением (11.80) [c.54]

С увеличением концентрации раствора, т. е. с увеличением плотности заряда 1, электростатические силы притяжения между поверхностью металла и ионами противоположного знака заряда, расположенными со стороны раствора, растут, и степень диффузностн уменьшается. Напротив, разбавлегшые растворы, в которых двойной слой обладает большей диффузностью, больше должны подчиняться теории Гуи-Чапмена. Однако согласно этой теории, ионы отождествляются с материальными заряженными гочками, размеры которых не учитываются, т. е. диффузионный слой может иметь размеры меньше ионных радиусов. Это приводит к завышенным значениям емкости. [c.102]

Поляризуемость ионов зависит от электронной структуры, заряда и размера иона. Так как наименее прочно связана с ядром внешняя электронная оболочка, то в первом приближении можно принять, что поляризация иона обусловлена только деформацией этой оболочки, т. е. смещением внешних электронных слоев ионов относительно их ядер. При одинаковых зарядах и близких радиусах поляризация минимальна у ионов с конфигурацией пагородного газа и максимальна - с 18-ти внешними электронами, промежуточное значение а имеют ионы переходных элементов с незавершенной /-оболочкой. Значительная поляризуемость ионов /-элементов объясняется большим числом у них внешних электронов. [c.119]

Элементы подгруппы титана относятся к числу переходных — они содержат недостроенную электронную оболочку п—Электронная подкладка у атомов таких элементов, т. е. оболочка, предшествующая слою валентных электронов, относится к 8-электронному типу (имеет благороднотазовое строение). Как известно, в подгруппах таких элементов, ввиду жесткости (малой деформируемости) 8-злект-ронных оболочек (в отличие от 18-электронных, характерных для ностпереходных элементов), с ростом атомного номера и радиуса ато-ма (иона) наблюдается уменьшение поляризующего действия. Наиболее сильным поляризующим действием (при прочих равных усло виях) обладает титан из-за малого размера атома (иона) в этой подгруппе он сильнее всего удерживает валентные электроны и поэтому относительно легко может быть переведен в состояние с более низкой степенью окисления, чем обычное валентное состояние, характеризуемое степенью окисления +4. [c.105]

Ионообменные процессы в горных породах имеют существенное значение как при их формировании, так и при разработках. Влияние ионообменных процессов существенно и при упрочнении горных пород в массиве. Например, под влиянием соприкосновения глин с электролитами может меняться дисперсность глинистых растворов (см. гл. XVIII, 4). Кроме того, процесс адсорбции, в частности избирательной адсорбции, ионов электролитов изменяет двойной электрический слой, ионное окружение частиц, размеры гидратных оболочек частиц, а следовательно, и структурно-меха нические свойства массива. [c.218]

Допустим, что с одной стороны мембраны находится раствор КС1, а с другой R 1, где R обозначает какой-либо крупный по своим размерам катион органического основания. Если мембрана проницаема только для нопов калия, но задерживает крупные катионы органического осиовання, то некоторое количество ионов калия перейдет в раствор R I. И раствор R 1 получит при этом положительный заряд, а pa iBop по другую сторону мембраны будет иметь эквивалентный заряд противоположного знака. Схема строения двойного слоя, ионные обкладки которого располагаются по обеим сторонам полупроницаемой мембраны, показана на рис, 29. [c.44]

Другое существенное ограничение накладывает третье допущение. Работа Wi кроме электростатической включает также и другие виды работы, которые теорией не учитываются. Так, не учитываются силы специфической адсорбции, работа вытеснения растворителя из области с большой напряженностью поля и малой диэлектрической проницаемостью в область с малой напряженностью и большой диэлектрической проницаемостью, т. е. в объем раствора. Не учитывается также взаимодействие ионов с другими ионами в двойном слое, связанное со стерическими факторами, которые могут возникать в двойном слое. Так, например, при е=0,2 Кл/м и с=0,3 моль/л среднее расстояние между ионами 1,1-валентного электролита в двойном слое составляет около 0,9 нм, т. е. сравнимо с размерами сольватированных ионов. Наконец, не учитывается частичное разрушение сольватной оболочки при больших избытках ионов вблизи электрода. Это показывает, что теория Гуи — Чапмена должна быть в первую очередь справедлива в разбавленных растворах. Из уравнений (22.3) и (22.4) следует [c.106]

Ионные каркасные структуры, как ионные островные, цепочечные и слоистые, могут давать постоянные переходы к координационным структурам в зависимости от заряда и размера внешних ионов [7]. Изложенная классификация в значительной степени условна так, берилл, относимый к основным структурам, можно считать и координационным, поскольку расстояния в пределах шестичленного кольца [5 б018] не очень резко отличаются,от всех прочих. Тот же берилл мы можем считать каркасным, если Ве-тетраэдрам приписать ту-же роль, что и 81-тетраэдрам. В структуре мышьяка слоистость выражена особенно четко, поскольку ковалентным связям внутри слоя с расстоянием между атомами в слое 2,51 А противостоят ван-дер-ваальсовы связи между слоями с расстоянием между атомами соседних слоев 3,15 А. При переходе от мышьяка к висмуту, относящемуся к тому же структурному типу, доля металлической связи в межслоевом взаимодействии растет, и поэтому разница между расстояниями обоих типов становится не столь резкой (3,10 и 3,47 А). Это дает основание считать структуру висмута не слоистой, а координационной. [c.58]

Кроме того, скорость проникновения ионов железа в десятки и даже в сотни раз меньше, чем у хлорид-ионов. Это, очевидно, связано как с большим размером самого иона железа, так и с его большим зарядом. Кроме того, возможно, что ион Ре +, внедряясь в адсорбционную часть двойного слоя, сообщает ей больший заряд, вследствие чего изменяется количество катионов в диффузионной части слоя, что приводит к уменьшению злектрокинетического потенциала и, следовательно, к уменьшению избирательной проводимости. [c.121]

Структуры, построенные из плотноупакованных слоев ЛОз. Некоторые катионы, сравнимые по своему размеру о ионом 0 , образуют плотноупакованные слои АОз, которые могут чередоваться в различной последовательности. Меньшие по размеру катионы занимают октаэдрические пустоты, находящиеся между группировками из шести ионов О , с образованием структур типа АпВ Оз . Некоторые из таких структур были описаны в гл. 4, а в гл. 5 указывалось, что возможно альтерна- [c.295]

СаСЬ-ЗНгО также имеет слоистую структуру, а координационный октаэдр иона кальция, имеющего меныиий размер, чем ион стронция, построен из четырех ионов хлора и доух молекул воды слои представляют собой складчатую модификацию слоев типа 5пр4 (K2NiF4) с обобщенными экваториальными верщинами октаэдров. Ионы хлора расположены в этих экваториальных вершинах октаэдрических координационных групп (разд. 5.3.3). [c.418]

По методу Бредига, пользовавшегося разбавлениоп соляной кислотой, заряжаются отрицательно за счет ионов хлора, адсорбированных из раствора. С другой стороны, кислые, основные или амфотерные вещества, будучи в коллоидном растворе, приобретают заряд обычно за счет собственной ионизации. Так, амфотерные белки (стр. 170) в кислой среде образуют положительно заряженные частицы, в то время как в щелочной частицы несут отрицательный заряд. Подобные вещества являются коллоидными электролитами, один из иоиов которых имеет размеры коллоидной частицы. Каков бы ни был источник зарядов, коллоидная частичка окружается в растворе слоем ионов противоположного знака, образуя таким образом вместе с собственными ионами так называемый двойной слой. Гельмгольц представлял себе двойной слой состояпщм из противоположно заряженных слоев, находящихся друг от друга на определенном расстоянии порядка размеров молекулы. Таким образом, в двойном слое должно иметь место очень резкое падение потенциала. Эта разность потенциалов называется -потенциал. Тепловое движение делает наличие такого местного двойного слоя мало вероятным. Внешние ионы образуют диффузный слой, концентрация которого постепенно уменьшается, доходя до среднего значения в основной массе раствора. Размещение ионов подчиняется закону распределения, подобно изображенному на рис. 1 (стр. 12), так что двойной слой не обладает определенностью гельмгольцевского, напоминая скорое рис. 5 (стр. 130), нежели рис. 2, а этой главы. [c.212]

По мере увеличения содержания ДВБ наблюдается инверсия в значениях эффективных коэффициентов диффузии для ионов 3 + - и Ва +. На слабосшитой сильнонабухающей смоле с 4%-ной сшивкой мало-гидратированный ион Ва + + имеет большую подвижность (рис. 2, а). С увеличением процентного содержания ДВБ различие в коэффициентах диффузии кальция и бария уменьшается (смола с 8% ДВБ рис. 2, б), а на смоле с 16%-ной сшивкой коэффициент диффузии иона Са + + уже несколько больше, чем бария (рис. 2, в). Этот эффект зависит, по-видимому, от нескольких факторов на смоле с плотной структурой и большей плотностью электрических зарядов ион бария, проникая в первые. слои частицы смолы и образуя более прочные связи с сульфогруппоп, будет тормозить проникновение последующих ионов в глубь зерен смолы, что приведет к уменьшению скорости обмена сравнительно с ионом Са++, к которому смола менее селективна. Имеет значение, по-видимому, и то, что гидратиая оболочка Са + + на смоле с 16%-иой сшивкой не будет полностью образована, и размеры гидратированного иона бария приблизятся к размерам гидратированного иона кальция. [c.11]

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]

Энергия прилипания, т. е. энергия электростатического притяжения, равна 6 /2 Вг. Содержание воды в частице размером меньще микрона зависит от состочния гидратации катиона сильно гидратированные ионы, такие, как натрий, снижают обогащение водой внутри частицы, а также способность набухания. Если натриевая глина выщелачивается, молекулы воды входят в частицы и заставляют их набухать. Одновременно эффективный гидролиз благоприятствует диспергированию системы. Поэтому частицы размером меньию микрона с гидратированными ионами, например натр1 евых или литиевых глин, в чистой воде иловато-вязкие их свойства приближаются к свойствам гидрофильного золя. С другой стороны, частицы с менее гидратированными слоями ионов содержат меньще воды, менее вязкие и более крупнозернистые, подобно гидратированным дисперсоидам, например кальциевым, стронциевым или бариевым глинам. [c.323]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология