Электростатические поля и потенциалы

Энергия активации электрохимического процесса часто связана с падением потенциала в двойном электрическом слое. Другими словами, наличие электростатического поля на границе раздела электрод — раствор должно влиять на скорость электрохимического процесса, поскольку последний так или иначе связан с переходом заряженных частиц через эту границу раздела. [c.607]

Рис. 25, Зависимость потенциала электростатического поля ф от горного давления р для алевролита (/) й песчаника (//) при

Уравнения (4.10), (4.13) и (4.14) представляют наиболее полную систему уравнений электростатического поля в диэлектрических средах. При этом должно удовлетворяться условие о том, что напряженность поля в бесконечности равна нулю, т. е. все заряды находятся в конечной области пространства. Справедливо также и обратное. Если заданы значения диэлектрической проницаемости, напряженность поля или потенциал в каждой точке пространства, то можно однозначно найти распределения объемных и поверхностных зарядов. [c.136]

Согласно оксидно-пленочной теории, критический потенциал — это. потенциал, необходимый для создания в пассивирующей пленке электростатического поля, способного стимулировать проникновение ионов С1 к поверхности металла [40]. Другие анионы также могут проникать в оксид, в зависимости от их размера и заряда. Примеси этих анионов улучшают ионную проводимость и благоприятствуют росту оксида. В конечном счете оксид или разрушается из-за конденсации мигрирующих вакансий, или его катионы растворяются в электролите на границе раздела сред в обоих случаях начинается питтинг. Предшествующий питтингообразованию индукционный период зависит от времени, которое требуется С1 для проникновения через оксидную пленку. [c.87]

Электростатические очистители для очистки топлива в ДВС с помощью электростатического поля. Твердые частипы, заряженные трением о жидкость, притягиваются к противоположно заряженным электродам, расположенным на небольшом расстоянии друг от друга. Очищаемую жидкость пропускают в зазор между электродами. К изолированным один от другого электродам подводится извне постоянный потенциал (при подводе напряжения к одному электроду и заземлении другого). [c.87]

Это известное из физики дифференциальное уравнение Лапласа, описывающее потенциал электростатического поля в области, не содержащей заряда [c.93]

Статистические теории полиэлектролитов можно рассматривать как попытки применения подхода Дебая и Гюккеля к описанию поведения многовалентных ионов. Они включают расчет потенциала электростатического поля макроиона, имеющего заранее заданную конформацию. Обычно используют сферические или цепные модели макроионов, что означает применимость соответствующих теорий к определенным группам полиэлектролитов. При расчете потенциала в сферических моделях предполагают равномерное непрерывное распределение заряда или по поверхности, или в объеме сферы. В моделях жесткого стержня макроион рассматривают в виде цилиндра с зарядами, размазанными по поверхности или в объеме, или с дискретными равноудаленными зарядами. Предложены теории, в основе которых лежит модель случайно свернутой цепи с нанесенными на нее дискретными зарядами. Вокруг каждого фиксированного заряда создается ионная атмосфера, подобная существующей в растворе низкомолекулярного электролита с ионной силой, соответствующей кон- [c.51]

Разность электрохимического потенциала и потенциальной энергии частицы в электростатическом поле, взятая с обратным знаком, называется работой выхода (р, например, работой выхода электрона. Отсюда следует, что для заряженных частиц работа выхода и электрохимический потенциал совпадают только при равенстве электростатического потенциала нулю. Работа выхода и электрохимический потенциал незаряженных частиц равны при любых значениях электростатического потенциала. [c.35]

Работа выхода равна разности электрохимического потенциала и потенциальной энергии частиц в электростатическом поле, взятой с обратным знаком. [c.36]

Ф - потенциал электростатического поля [c.7]

У — скорость объем потенциал электростатического поля [c.8]

Это возможно осуществить в том случае, когда третий член в уравнении (56) удается приближенно представить в виде суммы слагаемых, каждое из которых зависит лишь от координат одного электрона. Физический смысл этих слагаемых прост и заключается в следующем любое из них представляет собой энергию взаимодействия электрона с некоторым средним электростатическим полем, создаваемым всеми остальными электронами. Потенциал этого поля можно записать как [c.89]

На высоковольтный электрод подается положительное или отрицательное напряжение. Съем сигнала на вход электрометрического каскада производится с собирающего электрода. Охранное кольцо, имея нулевой потенциал, служит для защиты собирающего электрода от токов утечки и способствует стабильной работе ионизационной камеры. Конструкция охранного кольца выбрана с учетом ограждения собирающего электрода от внешних электростатических полей и способствует однородности электрического поля вблизи его краев. [c.44]

Принципиально важным является выяснить, от какого свойства катионов зависит гидрирующая активность цеолитов, так как этот вопрос тесно связан с механизмом действия цеолитов в реакциях гидрирования и с природой их каталитической активности в этих реакциях, Так, можно предполагать, что если при адсорбции молекул реагентов на цеолитах и в ходе их активации на активных центрах катализатора происходит лишь деформация реагирующих связей под действием электростатического поля катионов, то каталитическая активность будет определяться величиной электростатического потенциала катионов. Это следует из того, что сила взаимодействия адсорбированной молекулы с активным центром катализатора зависит от силы взаимодействия наведенного диполя с катионом металла. С другой стороны, если при адсорбции будет происходить более сильное взаимодействие между адсорбированной молекулой реагента и катионом металла, в результате чего будет осуществляться переход электрона от молекулы к катиону металла в цеолите, то в этом случае следует ожидать зависимости каталитической активности от величины сродства электрона к катиону. [c.57]

Рассмотрим теперь все компоненты работы dw, представляющие физико-химический интерес. Если в системе при давлении Р происходит бесконечно малое увеличение объема dV, то произведенная системой работа равна Р dV. Таким образом, механическая составляющая работы равна PdV. Если при рассматриваемом изменении состояния системы количество положительного электричества de преодолевает электростатическую разность потенциа лов ф, работа, совершенная над системой, равняется г с е таким образом, электростатическая составляющая работы dw равна — 1з de. Предположим далее, что при рассматриваемом изменении некоторое число dN молекул с массой ///, поднимаются на высоту в этом случае работа, совершаемая над системой, равна m g L dN , где g — ускорение поля силы тяжести. Соответствующая составляющая работы равна — Zm gL dN . Наконец, предположим,, что под действием силы поверхностного натяжения у происходит изменение величины поверхности, ограничивающей систему, равное dQ. При этом работа, совершаемая над системой, равняется у dQ. В таком случае [c.262]

Экспериментально значение -потенциала определяют методом электрофореза (электрофорезом называется перемещение заряженных коллоидных частиц, находящихся под действием электростатического поля к одному из электродов), используя модифицированное расчетное уравнение Гельмгольца — Смолуховского [c.141]

Электрическое поле характеризуется градиентом потенциала, называемым напряженностью этого поля Е = dU/dl. При числе z переданных частичке зарядов величиной е сила, действующая на частичку, равна zeE. Поделив эту силу на массу частицы т , найдем ускорение электростатического поля, входящее в Агэ. Последующий анализ ведется по канве, изложенной в разд. 5.1.2, с определением времени осаждения частицы в электрическом поле (на осадительном электроде). Далее рещают проблемы, связанные с производительностью электрофильтра и его основными размерами. Подчеркнем в случае необходимости учитывают переменные напряженность Е и электростатическое ускорение, а значит и переменную скорость осаждения частицы в направлении ее перемещения к осадительному электроду. [c.413]

На каждый ион действуют электростатические силы, созданные другими ионами. В приближении молекулярного поля на данный ион действует некоторое среднее поле окружающих ионов. Если последние одинаковы, то такое же среднее поле характеризует действие выбранного иона на остальные. Это означает, что поле является самосогласованным. Электростатическое поле потенциально. Средний потенциал поля 1 )(г) должен, согласно законам электростатики, удовлетворять уравнению Пуассона [c.63]

Технология нанесения лакокрасочных покрытий на металлические изделия методом распыления в постоянном электростатическом поле хорошо разработана для всех отраслей промышленности и является наиболее прогрессивной. С помощью распылителей образуют туман из краски. Капли тумана, проходя через заряженную металлическую сетку, приобретают заряд и устремляются к окрашиваемой поверхности, на которую подан потенциал противоположного знака [c.168]

Аллан и Масон [21 ] расширили эти работы с целью изучения влияния наведенных электростатических полей на коалесценцию единичных капель. Они показали, что падение потенциала в водной фазе было незначительным по сравнению с его падением в органической фазе даже при замене водного раствора хлористого натрия водой. При этом они не смогли заметить какой-либо разницы между скоростью коалесценции капель воды и капель, содержащих хлористый натрий. [c.266]

Закономерности образования двойного электрического слоя при контакте полимеров с другими телами рассматриваются в работах В. П. Смилги [5] и др. Однако в данном случае нельзя оперировать представлениями об уровнях Ферми или химического потенциала электронного газа. Ввиду этого в работе применен существенно иной подход к решению задачи, а именно, определяется теплота реакции в зависимости от положения энергетического уровня электронов в донорном или акцепторном центре (рис. 1). Так как реакция проходит по всей поверхности, то каждая донорно-акцепторная пара оказывается в электростатическом поле, созданном другими донорно-акцепторными парами. Это поле изменяет разность между энергетическими уровнями электронов, и теплота реакции зависит, таким образом, от числа прореагировавших центров. Электростатическое поле, возникающее в результате реакции, затрудняет дальнейший переход электронов. Теплота реакции в этом случае выражается формулой [c.498]

Прежде всего, растворы электролитов характеризуются существованием определенной длины экранирования электростатических полей в растворе -дебаевским радиусом. Если рассмотреть заряд q, помещенный в электролит, то электростатический потенциал этого заряда описывается уравнением Пуассона [c.25]

Прежде всего рассмотрим взаимодействие пары электрон — ядро. Если на обе эти частицы действует одинаковая сила, то, согласно второму закону Ньютона, более легкая из них (электрон), приобретает намного большее ускорение, чем ядро, так что средняя скорость электрона оказывается намного выше средней скорости ядра. На основании этого для рассматриваемой исходной системы из п электронов и N ядер можно предложить такую модель [1]. Медленно движущиеся ядра образуют электростатическое поле, в котором с намного большей скоростью движутся электроны. Отношение средней скорости электронов к средней скорости ядер настолько велико, что движение электронов успевает установиться почти мгновенно после изменения конфигурации ядер, и, наоборот, ядра подвергаются действию настолько быстрых флуктуаций электростатического потенциала, обусловленного электронами, что ощущают лишь его средние значения. [c.89]

Предшествующее рассмотрение касалось системы с одним электроном, который движется в электростатическом поле симметрично расположенных ядер. Очевидно, подобный подход можно выбрать и для изучения свойств симметрии гамильтониана, отвечающего модели независимых электронов [см. (5.37)], поскольку в этом случае эффективный потенциал V имеет симметрию, сходную с конфигурацией атомных ядер, образующих молекулу. Полный квантовохимический гамильтониан содержит, однако, помимо одноэлектронных вкладов, операторы электростатического взаимодействия между электронами [c.117]

На твердых поверхностях адсорбируются также и ионы. Первый монослой состоит из одноименных ионов (ионный слой). Вблизи поверхности возникает электростатическое поле, потенциал которого падает по мере удаления от поверхности. В этом поле удерживаются ионы противоположного знака (рис. 2), плотность которых убывает соответственно уменьшению потенциала поля (про-тивоионный слой). [c.23]

Электростатическое поле при движении в пористой среде было обнаружено еще в прошлом столетии, когда в 1859 г. Квинке впервые экспериментально показал, что механическое проталкивание воды через пористую среду обусловливает в последней возникновение разности потенциалов, которая получила название потенциала протекания . В 1878 г. Дорном было обнаружено еще одно явление, которое заключалось в возникновении скачка потенциала при механическом передвижении (оседании) твердых частиц, например, песка в воде. Этот скачок получил название [c.119]

Наряду с развитием аналитических методов, учитывающих влияние различных факторов на точность определения потенциала ионизации и потенциала появления, проводились различные усовершенствования аппаратуры для устранения или сведения до минимума эффектов объемного заряда электронного пучка, разброса электронов по энергиям, провисания электростатических полей в ионный источник. Один из наиболее простых методов, с помощью которых может быть уменьшен разброс электронов по энергиям 295], состоит в следующем (рис. 43). Электроны, эмитируемые катодом, ускоряются и направляются в ионизационную камеру под действием потенциала 1/ь Промежуточный электрод / находится под отрицательным потенциалом Уя но отношению к катоду благодаря этому предотвращается попадание в ионизационную камеру электронов с малой энергией. Возрастание ионного тока, наблюдаемого при снижении абсолютного значения Уп на А д (1 1 остается постоянным), представляет собой ионный ток, образуемый моноэнергетичными электронами в диапазоне Лйя- Если абсолютное значение больше, а меньше, то обе эти величины однозначно определяют энергию электронов, образующих наблюдаемую разность в ионном токе. Если разность ионного тока выразить как функцию Ум, сохраняя Ук постоянным, то вблизи потенциала ионизации она становится равной нулю. Подобную схему без особого труда можно осуществить на обычном источнике типа Нира. [c.177]

Рассмотрим возможность молекулярно-статистического расчета термодинамических характеристик адсорбции в атом-ионном приближении для потенциальной функции межмолекулярного взаимодействия молекула — ионный адсорбент. Заряды на образующих молекулы атомах, как и истинные заряды ионов адсорбента, часто неизвестны с нужной для расчета константы Генри точностью. Поэтому следует найти атом-ионные потенциалы межмолекулярного взаимодействия и уточнить их параметры, используя экспериментальные значения константы Генри для адсорбции опорных молекул данного класса адсорбатов. Далее, как и в рассмотренном в лекции 9 случае адсорбции на ГТС, надо проверить возможность переноса полученных атом-ионных потенциалов на другие молекулы данного класса. Использование атом-ионного приближения при адсорбции на ионных адсорбентах неполярных молекул требует учета дополнительного вклада в атом-ион-ный потенциал, вносимого поляризацией неполярной молекулы электростатическим полем ионного адсорбента (индукционное притяжение, см. табл. 1.1). Кроме того, при адсорбции ионными адсорбентами полярных молекул в рамках классического электростати- ческого притяжения надо учесть взаимодействие жестких электри- ческих дипольных и квадрупольных моментов молекулы с электростатическим полем ионного адсорбента (ориентационное притяжение, см. табл. 1.1). Затруднения, связанные с локализацией этих моментов в молекуле, значительно усложняют расчеты константы Генри для адсорбции полярных молекул на ионном адсорбенте. [c.205]

На рис 5 3 представлены карты электростатического потенциала, создаваемого ядрами атомов и электронным зарядом в окрестности молекул бензола и нитробензола в плоскости молекул Проведены также расчеты потенциалов для сечений, поднятых над плоскостью молекул Поскольку эти расчеты приводят к аналогичным результатам, соответствующие карты не приводятся Видно, что потенциал вокруг молекулы бензола близок к нулю и быстро спадает, в то время как вокруг ароматического кольца молекулы нитробензола создается значительно больший по величине положительный потенциал (на сопоставимых расстояниях он приблизительно на 1-2 порядка превышает потенциал бензола и медленнее спадает) Обратим внимание на то, что изменение внешнего электростатического поля несравненно сильнее зависит от дальних заместителей, чем изменение электронной плотности То же наблюдается и в случае других полярных заместителей Расчеты показывают, что и введение фтора в молекулу бензола сильно изменяет внешнее электростатическое поле кольцо окружено областью интенсивного положительного потенциала Присутствие сульфогруппы в бензольном ядре приводит к появлению интенсивного положительного потенциала в пространстве вокруг молекулы Это не может не отражаться на реакционной способности бензол-сульфокислоты, как и более сложных по структуре органических соединений, какими являются органические аналитические реагенты, многие из которых содержат сульфогруппы Этот качественный вывод и подтвеж-дается экспериментом [c.181]

Таким образом, удается выяснить целый ряд особенностей механизма образования ион-молекулярных и межмоле1олярных связей в изучаемых системах На стадии сближения партнеров до 7 а е решающую роль играют электростатические эффекты молекулярные поля, дипольные моменты, заряды сближающихся частиц Образование же собственно меж-частичной связи определяется степенью переноса заряда от донора электронов к акцептору и главным образом зависит от локального окружения реакционного центра Поскольку, однако, образующаяся связь имеет явно ионный характер, влияние электростатического поля оказывается существенным и на расстояниях равновесной длины При увеличении электростатического потенциала связь становится прочнее и короче Появление в молекулах полярных заместителей приводит к изменению полного молекулярного поля и существенно сказывается на характере сближения партнеров, характер образования межчастичной связи при этом меняется мало [c.193]

При любых расчетах отдельных свойств молекул и молекулярных обьектов всеща встает вопрос о сопоставлении результатов с экспериментами Это тем более важно, что, поскольку все расчеты выполняются лишь для моделей реальных систем (о неизбежности этого говорилось в гп 2), то полного согласия расчетных и экспериментальных данных, в принципе, быть не может Более того, такое сопоставление,как правило, может быть проведено лишь на полуколичественном или даже качественном уровнях В самом деле, выше обсуждался вопрос о влиянии электростатического поля молекулы на ход определенных химических реакций Было показано, что расчет карт межмолекулярных электростатических потенциалов оказывается очень полезным для получения ответа на вопрос о том, с большей или меньшей вероятностью в конкретных случаях будут идти, например, ион-молекулярные реакции Можно построить корреляционные соотношения между значениями электростатических потенциалов в определенных участках окружающего данную молекулу пространства и скоростью реакции (выходом окончательного продукта) Можно найти и так называемые коэффициенты корреляции между рассчитываемыми значениями молекулярных характеристик и наблюдаемыми Однако, поскольку межмолекулярный электростатический потенциал является лишь одним из ряда дейсп щих факторов, да и сами положенные в основу расчета упрощенные модели явления исключают, например, не только температуру окружающей среды, но и саму эту среду, то выделение электростатической причины в чистом виде становится практически невозможным [c.333]

Электро -т.атический потенциал и элек ростатичссное поле. В работах [147, 148] приводятся расчеты потенциала электростатического поля вблизи центра S для чисто hohhoii модели цеолитов СаХ (Si/AI = 1) и aY (Si/Al = 2). Расчеты были выполнены в предположении, что все связи в цеолите имеют чисто ионный характер и ковалентностью связей можно пренебречь. Каждому иону приписывался его полный ионный заряд. Диспсрсмопное отталкивание не учитывалось. Расчеты показали, что для гидратированного цеолита aY минимальная злектро-статическая энергия соответствует такой модели, в которой все катионы размещаются в больших полостях. Для цеолита NaY три конфигурации дают очень близкие величины электростатических энергий все ионы Na в больших полостях, 1 или 2 иона Na смещаются внутрь -полости из места Su в место S i. [c.115]

Отметим лишь некоторые факторы, обусловленные явлением электрокинетики наличие двойного электрического слоя на границе раздела жидкости и материала стенок пор при принудительном движении жидкости в порах приводит к появлению потенциала протекания, тормозяш его это движение наличие двойного электрического слоя на поверхности частиц в жидкости меняет механизм фильтрования наличие остаточного электростатического поля в порах, вызванное неподвижно заряженной обкладкой на их стенках, вызывает эффект роста вязкости жидкости. [c.254]

Вообще говоря, строгая теория взаимодействия поверхностей в растворах электролитов должна основываться не на постулировании постоянства потенциала независимо от ширины прослойки, а на учете механизма заряжения поверхности [54, 55], в первую очередь за счет адсорбции ионов или же за счет диссоциации поверхностных функциональных групп. В общем случае потенциал поверхностей меняется при сближении частиц [54, 55]. Предельный случай взаимодействия поверхностей, у которых при сближении оказывается постоянной плотность заряда, как уже отмечалось вьпие, был рассмотрен еще Бергманом, Лев-Бером и Цохером [22]. Однако в применении к устойчивости лиофобных коллоидов данный случай рассмотрен позже Муллером [54], Левиным [46], а для гетерокоагуляции - Визе и Хили [33]. На осложнение, которое может возникать ввиду неизопотен-циальности поверхностей и проникновения электростатического поля в объем частиц, впервые указано Шиловым [151]. [c.11]

В. А. Бакаев (Институт физической хцмии АН СССР, Москва). Вычисления, проведенные к настоящему времени [1], показывают, что потенциальная энергия молекулы в полости цеолита, обычно называемая адсорбционным потенциалом, в значительной степени определяется распределением электростатического потенциала в пустой полости цеолита. В теории адсорбции нас интересует электростатический потенциал ф в тех точках полости цеолита, где плотность электрического заряда равна нулю, т. е. справедливо уравнение Лапласа Аф = 0. Для описания поля потенциала в полости цеолита воспользуемся тем же приемом, который применяют в теории кристаллического поля [2]. [c.67]

И через б(х) обозначена б-функция Дирака. В приведенной записи представляет потенциал, создаваемый пространственным зарядом с плотностью распределения С(г). Для наших вычислений необходимо знать потенциал только в области пространства, занимаемого адсорбированной молекулой. Поэтому можно заменить распределение С(г), зависимость которого от волновой функции адсорбента выражается через матрщу плотности г), каким-нибудь более простым распределением заряда С(г), создающим в области, в которой находится адсорбированная молекула, потенциал, по возможности близкий к У (р). Для нахонодения 5(г) моншо использовать экспериментальные данные об адсорбенте, а именно данные о структуре его поверхностного слоя, о распределении заряда в поверхностном слое адсорбента и о характере электростатического поля, создавае-ваемого адсорбентом в области, доступной адсорбируемым молекулам. [c.40]