Двойной слой плоский

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]

Рис. XX, 1. Схема двойного электрического слоя (плоская модель)

Как видно из рис. 2.1, его значение зависит от числа некомпенсированных на поверхности скольжения зарядов адсорбционного слоя, т. е. от числа ионов в диффузном слое. Падение потенциала в плотном слое имеет линейный характер (по аналогии с двойным слоем плоского конденсатора). [c.36]

Из известного уравнения для плоского конденсатора следует, что плотность заряда прямо пропорциональна скачку потенциала между металлом и раствором, обусловленному ионным двойным слоем [c.262]

Как видно отсюда, поверхностный заряд пропорционален Фо-по-тенциалу, а двойной слой эквивалентен плоскому конденсатору с расстоянием между пластинами 1/и [ср. с (5.1)]. [c.150]

В отсутствие специфической адсорбции двойной слой можно уподобить плоскому конденсатору, одной обкладкой которого служит заряженная поверхность металла М, а другой -- эффективная граничная поверхность при Я. Между металлом и раствором создается скачок потенциала. Электрод обменивается катионами с раствором при любом установившемся скачке потенциала. Ток ионов из металла в раствор равен их току из раствора в металл и равнозначен токам электронов из раствора в металл и из металла в раствор. Силу этого тока, отнесенную к единица поверхности электрода, называют током обмена. Ток обмена считают стандартным /о при средней ионной активности раствора, равной единице (стр. 36). В различных системах /о = 10 —10 А/м . [c.129]

Для упрощения изложения будем рассматривать, в основном, плоский двойной электрический слой, хотя в коллоидных растворах и тонкопористых телах такой слой практически и не встречается. Подобное упрощение допустимо, когда толщина двойного слоя мала по сравнению с радиусом кривизны поверхности коллоидных частиц или капилляров. [c.174]

Согласно Штерну, первый слой или даже несколько первых слоев противоионов притягиваются к стенке под влиянием как электростатических, так и адсорбционных сил. В результате этого часть противоионов удерживается поверхностью на очень близком расстоянии, порядка 1—2 молекул, образуя плоский конденсатор толщиной б, предусмотренный теорией Гельмгольца — Перрена. Этот слой, в котором, естественно, наблюдается резкое падение электрического потенциала, одни авторы называют гельмгольцевским, другие — штерновским, третьи — адсорбционным слоем. Остальные противоионы, нужные для компенсации потенциалопределяющих ионов, в результате теплового разбрасывания образуют диффузную часть двойного слоя, в которой они распределены согласно тем же законам, что и в диффузном слое Гуи — Чэпмена. Эту часть двойного слоя, в которой потенциал падает относительно постепенно, иногда называют сло мХм.и. Схема двойного электрического слоя по Штерну и падение в нем электрического потенциала показаны на рис. vn, 11. [c.185]

Теории двойного электрического слоя. Впервые представление о двойном слое было введено в науку Кольраушем (1872). Простейшая количественная теория двойного электрического слоя, которую называют теорией плоского конденсатора конденсированного двойного слоя, была развита Г. Гельмгольцем (1879) и Р. А. Колли. В этой теории двойной электрический слой представляет собой конденсатор из двух обкладок, удаленных друг от друга на расстояние I. Одна обкладка совпадает с [c.417]

Согласно А. Н. Фрумкину, можно попытаться оценить величину диэлектрической постоянной в области двойного слоя, исходя из толщины и величины его емкости как плоского конденсатора. Если принять, что толщина двойного слоя в случае катионов равна радиусу гидратированного иона, т. е. ЗХ X 10 см, и для емкости взять величину 20 мкф см , которой мы уже пользовались, то по формуле плоского конденсатора С = [c.90]

Второй путь относится к тому случаю, когда радиус частицы становится близким к толщине двойного слоя, т. е. кривизна поверхности велика ц использование формулы плоского конденсатора неправомочно. Эти условия сходны с тем, которые рассматриваются в теории растворов сильных электролитов Дебая и Гюккеля, когда размеры ионов меньше средней толщины ионной атмосферы противоионов, т. е. 6>R. Для такого случая можно приравнять движущую электрическую силу еЕ вязкостному сопротивлению при движении сферической частицы в жидкой среде [c.128]

Таким образом, адсорбционный метод состоит в определении изменения концентрации, вызванного образованием двойного электрического слоя. На опыте такое изменение концентрации не всегда может быть обнаружено. Предположим, что потенциал электрода, измеренный относительно п. н. з., составляет фо=1 В, а емкость двойного слоя равна С=0,2 Ф/м . Таким образом, заряд поверхности в соответствии с формулой для плоского конденсатора равен <7=Сфо=0,2 Кл/м Если площадь поверхности электрода 5 составляет 10- м то количество вещества, участвующего в образовании двойного слоя, равно [c.30]

Первая теория такого рода была предложена Г. Гельмгольцем в 1853 г. Он полагал, что двойной электрический слой состоит из двух слоев зарядов противоположного знака, находящихся друг от друга на расстоянии порядка диаметра молекулы воды слоя зарядов на металле и слоя притянутых к нему ионов. Одновременно предполагалось, что заряды в обоих этих слоях равномерно размазаны вдоль поверхности, так что можно провести полную аналогию между двойным слоем и обычным плоским конденсатором. [c.102]

Итак, теория Гельмгольца находится в качественном согласии с рядом экспериментальных фактов. Именно поэтому при рассмотрении свойств двойного слоя часто прибегают к формуле плоского конденсатора. Вместе с тем теория Гельмгольца не охватывает всей совокупности экспериментальных фактов. Так, например, согласно этой [c.104]

Выполнение соотношения (27.14) означает, что при адсорбции происходит компенсация роста средней толщины двойного слоя б р за счет одновременного изменения ориентации адсорбированных диполей органического вещества (от плоской к вертикальной), при которой увеличивается [c.131]

Итак, теория Гельмгольца находится в качественном согласии с рядом экспериментальных фактов. Именно поэтому при рассмотрении свойств двойного слоя часто прибегают к формуле плоского конденсатора. [c.108]

Прецизионные данные по дифференциальной емкости, полученные вначале на ртутном электроде, а затем на ряде других металлов (галлий, свинец, висмут, кадмий, сурьма, индий, цинк, олово, серебро и др.), послужили экспериментальной основой современной теории двойного электрического слоя. Для объяснения качественных закономерностей можно воспользоваться формулой плоского конденсатора (12.6), которая справедлива прежде всего для интегральной емкости. На рис. 31, а представлены кривые интегральной емкости для раствора поверхностно-неактивного электролита NaF. Ионы F" подходят к поверхности ближе, чем ионы Na+, поэтому в области адсорбции анионов емкость выше, чем при дС.О. В разбавленном растворе NaF вблизи п. н. з. среднее расстояние ионов до поверхности значительно возрастает, поскольку в этих условиях ионная обкладка двойного слоя наиболее сильно размывается тепловым движением. Поэтому здесь на К, -кривой наблюдается минимум. Слагаемое в уравнении (12.23), пропорциональное dK/dE, делает зависимость С от Е более сложной (рис. 31, б). [c.56]

Модельные представления о строении двойного слоя на границе электрод — раствор развивались в течение длительного времени. Первая работа относится к 1853 г., когда Г. Гельмгольц для описания границы между электродом и раствором предложил модель плоского конденсатора. Согласно теории Гельмгольца, к слою зарядов на металле жестко притянуты ионы противоположного знака, так что двойной слой представляет собой своеобразный плоский конденсатор с очень малым расстоянием между его обкладками (порядка диаметра молекулы воды). Эта теория предсказывала правильные по порядку величины емкости двойного слоя, объясняла форму электрокапиллярных кривых, но не могла объяснить зависимости емкости и пограничного натяжения от концентрации электролита и температуры. [c.162]

Для нахождения величин с необходимо знать распределение концентрации реагирующих веществ вблизи поверхности плоского электрода, т. е. функцию С (х). Обычно полагают, что f=i i (х=0), хотя величина представляет собой концентрацию вещества I на границе диффузионного слоя и диффузной части двойного слоя. Если, однако, концентрация электролита фона 0,1 г-экв/л, то толщина диффузной части двойного слоя существенно меньше толщины диффузионного слоя и ошибка, вносимая допущением С(=С (л =0), оказывается незначительной. [c.174]

Чтобы показать это, выделим в двойном слое плоский элемент объема aV единичной площади с толщиной dx, па1раллельный поверхности (dV=dA рис. VII —11). Заряд этого элемента объема. равен pv(x)dx, а действующая на него сила равиа [c.189]

Формула Смолуховского выведена при следующих предположениях а) при вычислении катафоретического потенц-дала толщцна двойного слоя Гельм-гольтца принимается настолько малой по сравнению с радиусом коллоидной частицы, что можно пренебречь кривизной последней, т. е. считать двойной слой плоским б) не учитывается обратное влияние катафоретичес кого потенциала на макроскопическое движение жидкости. [c.43]

Первую количественную теорию строения двойного электрического слоя на границе металл — раствор связывают обычно с именем Гельмгольца (1853). По Гельмгольцу, двойной электрический слой можно уподобить плоскому конденсатору, одна из обкладок которого совпадает с плоскостью, проходящей через поверхностные заряды в металле, другая — с плоскостью, соединяющей центры тя- кестн зарядов 1, онов, находящихся в растворе, по притянутых электростатическими силами к иоверлиости металла (рис. 12.1). Толщина двойного слоя I (т. е. расстояние между обкладками [c.261]

Прежде чем перейти к рассмотрению экспериментальных данных по емкости двойного слоя, необходимо отметить, что в отличие от обычного плоского конденсатора емкость двойного электрического слоя зависит от разности потенциалов на его обкладках. В частности, это связано с тем, что анионы и катионы имеют различные радиусы и в соответствии с формулой (12,6) изменение с при переходе от е > О к е < О должно сопровождаться соответствующим изменением емкости двойного слоя. Поэтому при описании двойного электрического слоя невбходимо разделить понятия интегральной и дифференциальной емкости. Дифференциальная емкость определяется соотношением [c.61]

СТИ — физически правдоподобную толпшиу двойного электрического слоя. Для двойного слоя, отвечаюш.его по своим свойствам плоскому конденсатору, можно написать [c.263]

Такое расхождение связано с тем, что теория Гуи — Чап-мапа не учитывает собственного объема ионов, которые отождествляются с материальными точками, обладающими только зарядами. В результате этого ничто не препятствует ионам в принятой модели подходить сколь угодно близко к поверхности металла. Расположенная в растворе часть двойного слоя может оказаться локализованной, несмотря на свою диффузность, в очень тонком слое, значительно меньшем радиуса иона. В этом легко убедиться, если, подобно тому как это делалось в теории Дебая — Гюккеля, ввести характеристическую длину /д, определяющую толщину плоского конденсатора, эквивалентного по емкости диффузионному двойному слою. Характеристическую длину можно найти, приравняв правые части уравнений (12.4) и (12.7) [c.266]

Как уже отмечалось, на границе между проводником первого рода и электролитом возникает двойной электрический слой. Однако рассмотренный выше (см. рис. XX, 1) двойной слой, который на плоском электроде образует плоский кондеп-сагор, является лишь упрощенной моделью. Такая модель бь[ла впервые предложена Гельмгольцем в 1879 г. Более поздние исследования показали, что ионы двойного электрического слоя принимают участие в тепловом движении, которое, в зави- [c.537]

Плотность заряда плоского конденсатора прямо пропорциональна ркачку потенциала обусловленному ионным двойным слоем, т. е. [c.158]

Дальнейшее развитие теории строения двойнрго электрического слоя было дано Е работах А. Н. Фрумкина и его школы, Грэма и др. По Грэму, в плоской (гельмгольцевой) части двойного слоя имеется внутренняя плоскость электрических центров специфически адсорбируемых ионов (по Грэму — только анионов), которые могут подойти на более близкие расстояния бадс, с соответствующим этой плоскости потенциалом градс (рис. 112). [c.160]

Теория ГелЫи гольца — Перрена. Согласно этой теории двойной слой представляется как бы плоским конденсатором, одна обкладка которого связана непосредственно с поверхностью твердого тела (стенкой), а другая обкладка, несущая противоположный заряд, находится в жид-кости на очень малом расстоянии от первой. Потенциал в таком двойном слое, равно как и потенциал в плоском конденсаторе, очевидно, [c.175]

В этом случае заряд и потенциал на границе раздела пропорциональны друг другу и двойной электрический слой ведет себя как плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого равно 1/х б. То, что расстояние между обкладками конденсатора, эквивалентное двойному слою, равно примерно 1/х, оправдывает обычный способ выражения толщина двойного электрическога слоя равна 1/х . [c.183]

Теперь возвратимся к исходной формуле (3) для плоского конденсатора и вычислим количество зарядов на 1 см . Величину диэлектрической постоянной Гэрни принимает равной единице для ионов в двойном слое, граничную разность потенциалов— 1 в, что соответствует обычно наблюдаемым величинам, и толщину двойного электрического слоя б, равную 2 10 см. Для нахождения числа зарядов V берем элементарный заряд и, учитывая, что 1 электростатическая единица равна 300 в, получаем следующее [c.16]

Следует рассмотреть еще одну причину отклонения величины С-потенциала от постоянного значения, требуемого классической теорией в области тонких капилляров, заключающуюся в необходимости учета возрастающей кривизны поверхности раздела с уменьшением радиуса. В условиях близости толщины двойного слоя к сечению капилляра становится сомнительным- возможность применения формулы плоского конденсатора с параллельными обкладками. Этот вопрос рассматривался в работе Булла и Мойера, которые приходят к заключению, что в том случае, когда радиус капилляра становится близким к толщине двойного [c.96]