Поверхность плотность зарядов

ИОНОВ в двойном слое в действительности невозможно, так как помимо электростатических сил, возникающих между металлом и ионами, на последние должны действовать также силы теплового молекулярного движения. При наложении этих двух сил ионы в растворе должны распределяться относительно поверхности металла диффузно —с убывающей при удалении от иее объемной плотностью заряда, подобно тому, ка < меняется с высотой плотность воздушной атмосферы. При таком строении двойного электрического слоя для выражения связи между потенциалом и плотностью заряда уже нельзя пользоваться формулой плоского конденсатора. [c.264]

Вследствие теплового движения молекул растворителя и ионов, а также взаимного отталкивания ионов с одинаковым зарядом часть ионов покидает, по Штерну (1924 г.), свое фиксированное положение у поверхности электрода и распределяется в растворе относительно поверхности металла, по Гуи (1910 г.), диффузно — с убывающей при удалении от нее объемной плотностью заряда (рис. 111, а). [c.158]

Электростатическое и гравитационное обогащение. Электростатическое обогащение калийных руд основано на образовании на поверхности минеральных зерен зарядов различной величины и знака с помощью трибоэлектризации или коронного разряда, что позволяет разделять частицы во внешнем электрическом поле. Образование зарядов на поверхности соляных минералов, являющихся хорошими диэлектриками, обусловлено как электризацией минеральных частиц при контакте с проводником в процессе движения по металлическим поверхностям, так при трении частиц друг о друга. Вследствие малой поверхности контакта величина образующегося заряда мала, однако при многократном соприкосновении минеральной частички с металлической поверхностью плотность заряда может достигать значительной величины (скорость утечки зарядов с частиц невелика). [c.58]

Если принять, что капли воды, пузырьки газа и частицы твердой фазы имеют сферические поверхности, то из (4.8) определяется предельная объемная плотность заряда каждой частицы [c.125]

Структура электрического двойного слоя. Гельмгольц установил, что на поверхности существует электрический двойной слой определенной толщины при предположении, что этот слой имеет толщину порядка одной молекулы и может быть представлен как две параллельные пластины, образующие как бы молекулярный конденсатор. Кроме того, он принял, что диэлектрическая постоянная имеет значение единицы. Гуи позже указал что двойной слой на поверхности раздела должен быть диффузным, а не строго закрепленным. Согласно его представлению, ионы при очень низких температурах адсорбированы на поверхности, образуя истинный гельмгольцев-ский слой, но если температура повышена, например, до комнатной температуры, большая часть адсорбированных ионов испаряется с поверхности. Однако под влиянием заряда стенок эти ионы не могут совсем удалиться. Эта ионная атмосфера довольно плотна в непосредственной близости к поверхности, но при удалении от поверхности плотность заряда уменьшается. Не все ионы в диффузном двойном слое имеют противоположный знак по отношению к знаку на стенках, но ионы противоположного знака преобладают. Ввиду того что диффузный слой простирается на некоторое расстояние в водной фазе, необходимо принять во внимание ее диэлектрическую постоянную, для которой принимают ее значение для чистой воды, Такова схема Гуи. На основе этой теории двойного [c.216]

Если разделить полученное соотношение на площадь поверхностного слоя и обозначить q/s через qs (qs заряд единицы поверхности, т. е. плотность заряда), то получим [c.47]

Очень сильное влияние на упорядочивающее воздействие поверхности глинистых минералов на воду оказывает состав обменных катионов. Это объясняется прежде всего прочностью связи катионов с поверхностью глинистой частицы, т. е. способностью их к диссоциации и участию в катионообменных реакциях. Степень поверхностной диссоциации (т. е. поверхностного растворения) глинистых минералов, замещенных одновалентными катионами, на один-два порядка выше степени диссоциации глин, обменный комплекс которых насыщен двухвалентными катионами. При прочих равных обстоятельствах степень поверхностной диссоциации зависит не только от плотности заряда обменного катиона, но и от взаимного влияния силовых полей поверхности частицы и катиона друг на друга при взаимодействии с водой. По мере увлажнения поверхности глин вокруг обменных катионов развиваются области с упорядоченными молекулами воды. Часть слабо связанных с поверхностью катионов удаляется от нее и может участвовать в трансляционном движении вместе с молекулами воды и растворенными в ней органическими и неорганическими веществами. Если в дисперсионной среде находятся крупные гидратированные катионы (Ма+, Mg2+), то они, вытеснив с поверхности глинистого минерала менее гидратированные катионы (К+, Са ), могут привести к увеличению гидратной оболочки глинистых частиц. В натриевом бентоните по мере возрастания содержания воды и уменьшения концентрацни суспензии отдельные слои глинистых частичек полностью диссоциируют. В бентоните, обменный комплекс которого насыщен магнием или кальцием, этого не произойдет, хотя ионный радиус этих катионов в гидратированном состоянии почти в два раза превышает радиус гидратированного натрия. Это, видимо, является следствием как изменения структуры воды и размеров гидратированных катионов вблизи поверхности в зависимости от их химического сродства, так и сжатия диффузной части двойного электрического слоя. [c.70]

Величину удельного поверхностного заряда со стороны раствора находят так же, как плотность заряда ионной атмосферы при вычислении коэффициента активности ионов по первому приближению теории Дебая и Гюккеля. В обоих случаях отправными уравнениями служат уравнения Больцмана и Пуассона. При определении достаточно использовать лишь одну координату — расстояние от поверхности электрода в глубь раствора. Уравиение Пуассона (3.30) в этом частном случае упрощается до [c.264]

В рассмотренном случае (ртуть в растворе КС1) двойной электрический слой не образуется. При сообщении этому электроду некоторого заряда от внешнего источника электрод приобретает некоторый потенциал, который может изменяться непрерывно в результате изменения сообщаемого электроду заряда. При этом плотность заряда на поверхности электрода непрерывно изменяется, но какой-либо электрохимический процесс отсутствует. Это свойство данный электрод сохраняет только в определенном интервале значений потенциала. Электроды подобного типа называются идеально поляризуемыми. [c.612]

Поверхностная плотность зарядов ps связана с потенциалом поверхности фо соотношением [c.74]

На обратимом водородном электроде двойной электрический слой на платине построен таким образом, что поверхность платины заряжена отрицательно, а внешняя обкладка двойного слоя образована ионами гидроксония. При катодной поляризации, т. е. при подводе к поверхности электрода электронов, ионы гидроксония, подходящие к поверхности электрода, разряжаются не сразу, а предварительно включаются в двойной слой. Вследствие этого поверхностная плотность заряд,з двойного слоя и потенциал электрода увеличиваются, что приводит к растяжению связей между протоном и молекулой воды, т. е. к деформации иона гидроксония и его активации. [c.625]

Рис. 3. Графическое представление волновой функции атомной 8-ор6итали а — плоское сечение 6 — граничная поверхность орбитали а — распределение плотности заряда в состоянии 1 (сэлек-тронное облакоэ)

Изменения термической подвижности воды в дисперсных материалах в определяющей мере обусловлены различной толщиной смачивающих пленок воды на поверхностях с разной плотностью заряда. [c.77]

За внешней плоскостью Гельмгольца располагается диффузный слой с потенциалом, изменяющимся от г )г до нуля и с плотностью заряда, совпадающей с <72. Схематическое изображение строения двойного слоя по Грэму для незарял енной поверхности, заряженной отрицательно п положительно, дано на рис. 12.5. В соответствии с допущением Грэма о том, что следует считаться лишь с поверхностной активностью анионов (в системах, не содержащих органических растворенных веществ), в первой плоскости Гельмгольца находятся только специфически адсорбирующиеся анионы, причем их поверхностная концентрация растет при переходе от незаряженной поверхности (рис. 12.5, а) к заряженной положительно (рнс. 12.5, б). Грэм подчеркивает, чго это увеличение концентрации следует отнести прежде всего за счет упрочнения ковалентной связи, а не за счет сил кулоновского взаимодействия. При достаточно отрицательном заряде поверхности (рис. 12,5, в) во внутреннем слое Гельмгольца остается лишь растворитель, и заряд его, так же как н в растворе, не содержащем поверхностно-активных [c.271]

Степень электризации поверхности веществ считается безопасной, если измеренное максимальное значение поверхностной плотности заряда не превосходит предельно допустимого-значения для данной среды. Предельно допустимым считается такое значение поверхностной плотности заряда, при котором максимально возможная энергия разряда V/ с поверхности данного вещества не превосходит 0,25 минимальной энергии воспламенения окружающей среды т. е. W 0,25. [c.170]

Для краткости будем далее употреблять термины емкость и заряд вместо дифференциальная емкость 1 сл поверхности металла и плотность заряда , считая, что поверхность электрода равна 1 см. [c.307]

Для каждой фд существует некоторая граничная поверхность Ф (г) = onst, внутри которой сосредоточено 90 или 99% заряда электрона. Плотность вероятности можно трактовать как электронное облако, которое размазано внутри граничной поверхности, с плотностью заряда в любой точке, пропорциональной величине Фд(л). Для атомов можно получить решение уравнения Шредингера в хорошем приближении. Это решение обычно представляют в виде так называемых слетеровских АО, хартри-фоковских АО и других одноэлектронных функций ф . [c.51]

Для повышения зета-потенциала требуется увеличение плотности заряда, что достигается добавлением ионов, обладающих таким же зарядом, как у поверхности частиц. В этом случае происходит селекционная адсорбция. Так, например отрицательно заряженная частица может адсорбировать гидроксильные ионы и тем самым увеличить заряд своей поверхности, одновременно вызывая увеличение плотности заряда в окружающей среде и, следовательно, повышение зета-потенциала. С таким же успехом могут быть адсорбированы и другие анионы, но следует отметить, что в данных случаях имеет место молекулярная адсорбция, которая происходит вопреки противоположности зарядов частицы и аниона. Очевидно, анион находит какое-то место на поверхности частицы, которое свободно от заряда и которое поэтому благоприятствует адсорбции. После адсорбции аниона вся площадь поверхности частицы также приобретает отрицательный заряд. [c.77]

Заряд наружной обкладки на единицу поверхности, равный поверхностной плотности заряда с обратным знаком, рассчитывают на основе уравнения Пуассона [c.61]

Штерн попытался учесть влияние специфической адсорбции на электрический потенциал, обусловленной действием ковалентных сил дополнительно к электростатическим силам. Так как радиус действия сил такой адсорбции соизмерим с размером ионов, это дает основание учитывать их только для иоиов, входящих в плотный слой Гельмгольца. Как видно из рис. И. 13, плотность поверхностного заряда противоионов можно разделить на две части плотность заряда обусловленного монопонным слоем, представляющим собой слой Гельмгольца, и плотность заряда диффузного слоя Гуи. Общая поверхностная плотность заряда двойного электрического слоя равна сумме поверхностиых плотностей зарядов плотного и диффузного слоев [c.60]

Используя теорию Гуи —Чепмена для слабозаряженной поверхности, оцените значение потенциала ф и объемной плотности заряда р на расстоянии j = 15 нм от поверхности. Окружающей средой является водный раствор Na I с концентрацией 5-10- моль/л, температура 293 К, относительная диэлектрическая проницаемость среды 80,1, потенциал поверхности фо a ф = 0,02 В. Определите, во сколько раз изменятся ф и р, если X увеличить в три раза. [c.108]

Получены соотношения для поверхностной плотности электростатических зарядов, приобретаемых стенками колонны в результате изаимодействпя с нею частиц псевдоожижаемого материала, величины зарядов, плотности заряжающего тока. Показано, что в случае выполнения стенок колонны из диэлекг-рического материала с высоким сопротивлением рост поверхностей плотности зарядов на стенке является функцией времени. [c.185]

Достаточно положительные стационарные потенциалы всех исследованных графитовых материалов, лежащие в области устойчивого пассивного состояния углеродистой стали в NH4NOз (0,520—0,600 В) и нержавеющих сталей вН2304 (0,610—0,700 В), определяют принципиальную пригодность их для работы в качестве катодных протекторов. Количество электричества, отданное графитовым материалом с единицы поверхности (плотность заряда) при разряде в установленном интервале потенциалов (0,55—1,15 В), может служить одной из основных характеристик работы катодного протектора. [c.128]

Степень электризации поверхности веществ считается безопасной, если измеренные максимальные значения поверхностей плотности заряда не превосходят предельно допустимого значения для данной среди. За предельно допустимое принято такое значение, при котором максимально возможная энергия разряда W с поверхности данного вещества не превосходит 0,25 минимальной энергии воспламенения окружающей среды ТГмин. т. е. [c.209]

Для измерения электризации перерабатываемых продуктов и стенок неметаллического оборудования в действующих взрывоопасных производствах используют измерительные приборы, признанные взрывозащищенньши для соответствующей категории и группы взрывоопасной смеси. Электризация поверхности вещества считается безопасной, если измеренное максимальное значение поверхностей плотности заряда, напряженности поля или потенциала на любом участке этой поверхности не превышает предельно допустимого значения для данного заряженного вещества и данной среды. [c.192]

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]

Для жидкого металла (например, ртути) потенциал нулевого заряда электрода можно определить, измерив зависимость пограничного натяжения от потенциала электрода. В самом деле, при образовании двойного слоя электрические заряды металлической поверхности (безразлично, какого знака) взанмпо отталкиваются, и это отталкивание уменьшает пограничное натяжение а металла. Изменяя сообщенный металлу потенциал ср (относительно другого электрода), изменяют и плотность заряда двойного слоя и пограничное натяже11ие ртути. На рис. XX, 7 изображена зависимость пограничного натяжения ртути от потенциала — так называемая электрокапиллярная кривая. [c.539]

При дальнейшем повышении плотности тока потенциал смещается в отрицательном направлении сначала постепенно, а затем ход изменения потенциала катода приобретает крутой характер (участок Б). Резкое смещение потенциала соответствует такому положению, когда весь кислород, который может поступать вследствие диффузии к поверхности катода, используется. В прикатодпом слое резко меняется концентрация кислорода, т. е. имеет место концентрационная поляризация. Поэтому небольшое увеличение плотности тока приводит к значительному увеличению количества электронов на катоде, а следовательно, к увеличению плотности зарядов в отрицательной обкладке двойного слоя, т. е. приводит к резкому смещению потенциала в отрицательную сторону. [c.46]

Отвод зарядов обеспечивается при относительной влажности воздуха 65—70%. Такую влажность создают общим или местным увлажнением воздуха, при этом изменение влажности постоянно контролируют. При увлажнении воздуха на поверхности оборудования образуется электропроводящая пленка воды. Граница влажности, при которой электризация безопасна, зависит от таких факторов, как гигроскопичность ма-теэиала, скорость его перемещения, температура, а также от первоначальной плотности зарядов соприкасающихся материалов. [c.173]

В настоящее время существуют следующие представления о строении двойного слоя. Соприкосновение двух фаз, как указывалось, приводит к возникновению противоположных зарядов на границах раздела фаз. Ионы и молекулы л идкой фазы, находящиеся в непосредственной близости от поверхности твердой фазы, испытывая действие больших электростатических сил, образуют адсорбционный слой. На ионы вне этого слоя действуют противоположно направленные силы с одной стороны — силы молекулярного теплового движения, которые стремятся распределить их равномерно, с другой стороны — силы электростатического поля зарядов, представляющего разность между поверхностной плотностью зарядов твердой фазы и плотностью зарядов адсорбционного слоя. В результате концентрация ионов по мере удаления от границы адсорбционного слоя уменьшается по статистическому закону Больцмана аналогично распределению газовых молекул в поле сил тяжести. Слой с рассеянным распределением. ионов называется диффузным. [c.112]

Между колонной насосно-комирессорных труб и обсадной колонной существует хорошая электрическая связь. Заряды, первоначально возникающие на поверхности колонны насосно-комирессорных труб, равномерно перераспределяются между этой колонной и обсадной колонной таким образом, что поверхностная плотность зарядов всегда остается постоянной. Если исходить из зависимости, характеризующей потенциал иоля бесконечно заряженного плоского цилиндра, то фактическая линейная плотность заряда определяется из соотношения [c.118]

Выше мы указывали на поляризацию диэлектрических сред под действием внешнего электрического поля. Применительно к горным породам такое поле возникает из-за электрических процессов, протекающих в околоземном пространстве, прн грозовых разрядах из тучи в землю, а также диффузионных токов. В результате такой поляризации поверхностная плотность зарядов достигает 7-10 Кл/м-. При понижении температуры захваченные кристаллической рещеткой диполи, квазпдиполи и заряженные частицы закрепляются в ловушках, внедряются в структуру диэлектрической среды. Образовавшийся остаточный заряд спадает очень медленно, создавая эффект памяти , длительность которого зависит от температуры. Например, поляризованные керамические диэлектрики в течение пяти лет практически не изменяют своего электрического поля. Через десять лет напряженность поля спадает меньше, чем наполовину, и на поверхностях поровых каналов составляет более 10= В/м. Теоретически поляризация диэлектриков пз керамики, стекол и ситаллов сохраняется миллионы лет. [c.134]

Если в это поле поместить диэлектрик (рис. V. , б), то на поверхностях, прилежащих к пластинам конденсатора, будет индуцироваться заряд Р8 Р — плотность заряда) противоноложного знака. Вектор Р называется вектором поляризации диэлектрика. Так как индуцированный заряд Р8 расположен близко к заряду на пластине 8, имеющему противоположный знак, то Р8 и часть QS взаимно компенсируются. В результате реальный заряд каждой пластины станет равным Q8 — Р8, а напряженность поля будет Е [c.315]

Объемная плотность заряда р для слабозаряжениой поверхности определяется выражением [c.66]

С другой стороны, энергетическая неоднородность поверхности, присутствие обменных катионов приводят к различию в свойствах связанной воды. Свойства молекул воды, связанных обменными ионами поверхности твердой частицы, отличаются от свойств воды в объеме тем больше, чем выше плотность заряда нона.В глинистых минералах количество воды, связанной наиболее прочно, больше при наличии поливалентных катионов в обменном комплексе. Кривые обезвоживания мо-ноионных форм бентонитов при нагревании (рис, 11.16) свидетельствуют о различном энерге-т-нческом состоянии связанной воды в зависимости от обменного катиона, его способности влиять яа трансляционное движение молекул воды. Чем выше упорядочивающее воздействие катионов (А1 +, Mg +), тем слабее трансляционное движение молекул воды и тем при более высоких температурах в пей разрываются водородные связн и она удаляется с [c.61]

В теоретических объяснениях поверхностной электропроводности [Бикерман (1935 г.), Урбан, Уайт и Страсснер (1935 г.)] учитывается кроме повышенной плотности зарядов вблизи межфазной поверхности также и их электроосмотическое перемещение. Заслуживает внимания открытый в 1947 г. Фридрихсбергом эффект капиллярной сверхпроводимости , при котором поверхностная электропроводность представляет собой не поправочный, а основной, определяющий фактор. При этом эффекте сопротивление пористого тела, сделанного из изолятора, поры которого заполиены раствором электролита, иногда меньше сопротивления раствора того же сечения. В этом случае очевидно, что поверхностная электропроводность компенсирует с избытком уменьшение электропроводности за счет непроводящего электрический ток скелета пористого тела. [c.138]

Из теоремы Остроградского — Гаусса (6) следует соотношение, связывающее суммарный ноток индукции электрического ноля на поверхностп с плотностью зарядов в объеме и, охватываемом этой поверхностью [c.181]

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]

Тому, что на поверхности капли заряды располагаются неравномерно положительные эа ряды сосредотючиваются преимущественно на стороне, обращенной к катоду. На этой стороне из-за увеличения плотности зарядов поверхностное натяжение ртути меньше. На поверхности капли, обращенной к аноду, положительных зарядов меньше, следовательно, поверхностное натяжение здесь выше. В результате этих процессов капля ртути принимает форму, показанную на рис. 55, б. Поскольку капля сама движется к катоду, то за счет сил трения с прилегающими слоями растворителя внутри нее также возникает движение потока ртути в направлении, указанном стрелками (рис. 55, б). [c.188]