Заряд ионов дискретность

Недостаток применения уравнения Пуассона заключается в том, что, строго говоря, оно применимо к непрерывному заряду, но в ионной атмосфере заряды ионов дискретны, и непрерывность заряда является лишь результатом статистического усреднения. [c.164]

Расчеты, подтвержденные опытом, показывают, что заряд частиц аэрозоля обычно очень мал и редко превышает элементарный электрический заряд более -чем в I0 раз. Это позволило установить дискретный характер заряда ионов и. измерить абсолютную величину заряда электрона, что и было выполнено Милли-кеном. [c.346]

Вывод основного уравнения. Дискретные заряды ионов внутри ионной атмосферы Дебай и Хюккель заменили непрерывным полем ионной атмосферы и рассматривали взаимодействие иона с ионной атмосферой как кулоновское. Средняя плотность заряда р в какой-то точке связана со средней величиной потенциала 1 ) в этой точке уравнением Пуассона [c.440]

Тепловое движение ионов в ионной атмосфере приводит к тому, что дискретные заряды этих ионов как бы размазываются. В результате этого ионную атмосферу, состоящую из отдельных ионов, в среднем за некоторый промежуток времени можно моделировать облаком размазанного заряда, плотность которого р уменьшается по мере удаления от центрального иона (рис. 8, б). Общий заряд ионной атмосферы из-за электронейтральности должен быть по абсолютной величине равен заряду центрального иона е и противоположен ему по знаку. Уравнение Пуассона, которое в сферической системе координат имеет вид [c.34]

Неточность физических представлений заключалась в том, что пренебрегали дискретной структурой зарядов, образующих заряд ионного облака, и не учитывали изменения диэлектрической проницаемости вблизи иона. Вообще же основной недостаток теории Дебая — Хюккеля заключается в том, что электролит рассматривался с молекулярной точки зрения, а растворитель — с макроскопической, в качестве некоторой непрерывной среды, в которой распределены ноны. [c.83]

Однако следует указать, что значения электрокинетического потенциала, найденные для молекул высокомолекулярного электролита в растворе, весьма условны. Надо помнить, что ионогенные группы макромолекул, а следовательно, и заряды расположены дискретно по всей длине макромолекулы,, и о двойном электрическом слое в обычном смысле слова здесь говорить трудно. Скорее, уместно проводить аналогию с отдельными обычными ионами, окруженными дебаевской ионной атмосферой. Поэтому найденные [c.477]

Зонный электрофорез является самым простым из описанных здесь способов разделения. Так как многие методы анализа, которые будут обсуждаться ниже, основаны на КЗЭ, необходимо детально рассмотреть его основные принципы. При зонном электрофорезе буфер, значение pH, а также напряженность поля во всем пространстве разделения остаются постоянными. Пробы разделяются за счет их различных подвижностей. Они вводятся в виде отдельной зоны на входе в капилляр и обнаруживаются в виде дискретных, отделенных друг от друга зон на конце детектора. Назначение буфера при этой технике разделения - поддерживать постоянное значение pH и обеспечивать транспортный поток. Выбор pH буфера определяет заряд ионов пробы. Концентрация буфера влияет на ЭОП. Для дальнейшей оптимизации могут использоваться добавки к буферу. [c.48]

Движение частиц не всегда соответствует заряду ионов, иногда частицы движутся к обоим электродам При добавлении электролитов в ряде случаев идет перезарядка Дискретное почернение фотопластинки после проявления [c.103]

Другой недостаток этих исходных предположений теории электролитов состоит в том, что уравнение Пуассона строго справедливо только для непрерывного раопределения заряда, в то время как заряд ионной сферы имеет дискретное распределение. Кроме того, размер ионной сферы в действительности не так велик, чтобы можно было не учитывать размер носителей заряда по сравнению с ним и рассматривать избыточный заряд как континуум. Однако этот недостаток нельзя успешно устранить при условии сохранения требования к теории давать допускающие сравнение с экспериментами результаты. [c.470]

Каждый ион, находясь в растворе, притягивает ионы противоположного знака и отталкивает ионы одноименного знака. Вследствие этого каждый положительный ион окружен скоплением отрицательных ионов, а каждый отрицательный ион — скоплением положительных. Вокруг каждого иона создается ионная атмосфера. С удалением от центра иона плотность заряда ионной атмосферы будет уменьщаться, а потенциал ионной атмосферы падать. В данном случае сложное взаимодействие многих ионов заменяется более простым взаимодействием их ионных атмосфер, и при вычислении потенциала дискретные заряды ионов внутри ионных атмосфер заменяются непрерывным полем. В каждом элементе объема этого поля плотность [c.379]

Известно, что поведение двойного электрического слоя на границе раздела двух фаз, одной из которых является раствор электролита, существенно отличается от поведения, предсказываемого теорией Штерна, когда на этой границе имеет место специфическая адсорбция ионов. Так, например, наблюдаемые изменения адсорбционных скачков потенциала в зависимости от изменения логарифма активности электролита превосходят теоретические изменения примерно вдвое для границы металл — раствор [1—4] и примерно втрое для границы газ — раствор [5]. Анализ экспериментальных данных показывает, что изотерма Лэнгмюра, лежащая в основе теории Штерна, неприменима для описания специфической адсорбции анионов на ртути [6]. Опытами установлено также, что величина, фигурирующая в теории Штерна как энергия специфической адсорбции, существенно зависит от электрического заряда, имеющегося на электроде [3, 4, 7]. Подобного рода противоречия, как впервые отметил А. Н. Фрумкин [8], обусловлены тем обстоятельством, что в теории Штерна игнорируется взаимодействие между адсорбированными ионами и вследствие этого заряды ионов как бы размазываются по плоскостям, параллельным границе раздела фаз. Совершенно очевидно, что при реально невысоких степенях заполнения адсорбированного слоя электростатический потенциал в точке, где адсорбирован некоторый ион, должен зависеть от взаимодействия этого иона со всеми остальными ионами и, следовательно, заметно отличаться от среднего потенциала в плоскости адсорбции. Различие между этими двумя потенциалами не может не сказываться на измеряемых характеристиках двойного слоя и поэтому должно учитываться в теории. Хотя попытки такого учета предпринимались ранее [9—И], они носили скорее качественный, чем количественный характер. Однако уже из работы Эршлера [10] следовало, что эффект дискретности адсорбированного заряда, рассчитанный на основе разумных физических предположений, не только дает качественно правильный [c.222]

Что же касается разностей потенциалов между двумя точками, расположенными в различных фазах, т. е. гальвани-по-тенциалов, то измерить их невозможно, так как электрические заряды дискретны и всегда связаны с веществом (ионы, электроны). При переходе заряженной частицы из одной фазы в другую, кроме электрической работы, всегда совершается работа, соответствующая разности химических потенциалов частицы в двух фазах. Лишь в том случае, если точки лежат в пределах фазы постоянного состава, между ними можно измерить разность электрических потенциалов, так как разность химических потенциалов равна нулю . [c.533]

Понятно, что подвижность влаги в водонасыщенных торфяных системах в первую очередь определяется их структурой, а также электрокинетическими явлениями на границе раздела фаз. Ионогенные функциональные группы торфа, главным образом карбоксильные, диссоциируют в полярной дисперсионной среде (воде) с отщеплением катиона, вследствие чего частицы торфа приобретают отрицательный заряд [221]. Заряд частиц формируется из дискретных элементарных зарядов как вне, так и внутри надмолекулярных ассоциатов торфа [214, 222]. Диффузия полярных молекул внутрь частиц торфа вызывает увеличение диэлектрической проницаемости всего ассоциата, степени диссоциации функциональных групп [223]. В свою очередь, рост плотности заряда структурных единиц торфа интенсифицирует связь воды с торфом по механизму ион-дипольного взаимодействия между ионизованными функциональными группами торфа и молекулами воды. В результате содержание связанной воды в материале увеличивается. Особенно четко это проявляется при повышении pH торфяных систем (см. табл. 4.1) [224]. [c.69]

Наиболее важным свойством лантаноидов является их большое сходство между собой. Это сходство обусловлено главным образом тем, что последовательное заселение электронами касается низколежащих /-орбита-лей, что вызывает лишь небольшие изменения атомных и ионных радиусов ( 0,01 А) при переходе к каждому следующему элементу данного ряда. Преобладающим состоянием окисления у лантаноидов и в меньшей мере у актиноидов является состояние окисления + 3 почти все соединения этих элементов представляют собой ионные соли, содержащие дискретные ионы с зарядом -I- 3. Большое сходство лантаноидов друг с другом приводит к тому, что в природе они всегда встречаются вместе и с трудом поддаются разделению. [c.451]

Все упоминавшиеся до сих пор силикаты построены из дискретных анионов. Другой класс силикатов содержит бесконечные цепочки связанных между собой кремнекислородных тетраэдров. В некоторых минералах содержатся отдельные силикатные цепочки, описываемые формулой (8Юз) " . Одна из форм асбеста имеет двухцепочечную структуру, показанную на рис. 14-31. Двойные цепочки связываются друг с другом электростатическими силами, действующими между этими цепочками и упакованными вокруг них катионами На , Ре и Ре . Разъединение цепочек осуществляется гораздо легче, чем разрыв ковалентных связей внутри отдельной цепочки. Это объясняет нитевидную легко расщепляемую текстуру асбеста. В кремнекислородных тетраэдрах до одной четверти ионов кремния может замещаться ионами алюминия. Однако каждое такое замещение требует добавления одного положительного заряда путем введения другого катиона (например, К чтобы скомпенсировать заряд на силикатных атомах кислорода. Физические свойства силикатных минералов очень сильно зависят от того, какая доля ионов замещена ионами А1 и сколько дополнительных катионов необходимо в связи с этим для компенсации заряда. [c.634]

Однако теплота адсорбции иона цезия Qi не остается постоянной, убывая по мере увеличения адсорбции. Этот эффект обусловлен тем, что дипольный слой отличается по своему строению от электрического двойного слоя с равномерно распределенными зарядами, поскольку в нем отдельные диполи расположены в дискретных точках [46, 247]. Электрический ДВОЙНОЙ слой с равномерно распределенными заряда(Ми не проявляет никаких электрических сил за пределами тех плоскостей, в которых располагаются его заряды, и обладает градиентом потенциала только в пространстве между этими плоскостями [c.132]

Следует иметь в виду, что двойной электрический слой, существующий возле поверхности металла в растворе, не всегда позволяет объяснить ход электрохимических процессов. Это понятие упрощенно, оно усредняет действительное распределение потенциала, поскольку поверхность металла или другого тела не является идеальной геометрической поверхностью, а состоит из отдельных обособленных ионов с пространственно разделенными дискретными электрическими зарядами. [c.230]

Теперь нам нужно выразить плотность избыточных зарядов р через концентрации положительных и отрицательных ионов в растворе. Для этой пели привлекается е-теорема Больцмана. С помощью этой теоремы Гуи, а также Чэпмен вычислили концентрации положительных и отрицательных ионов в каждой точке раствора из значения потенциала, соответствующего данной точке. Для расчета же потенциала они заменяли дискретные заряды, находящиеся на ионах, непрерывным пространственны м распределением заряда. При 2 = оо концентрации положитель- [c.30]

Предположение о равномерно размазанном заряде, будучи справедливым для металлической обкладки двойного слоя, не всегда оказывается приложимым к его ионной обкладке. В этом проявляется дискретный характер адсорбированных ионов. Поэтому для сопоставления с выводами, вытекающими при учете дискретной структуры двойного слоя, необходимо несколько подробнее остановиться на свойствах поверхностей с равномерно размазанным зарядом и напомнить некоторые сведения из области электростатики. [c.102]

Рассмотрим особенности структуры двойного слоя, вызванные дискретным характером ионов. Предположим вначале, что поверхность электрода не заряжена ( =0), а раствор является концентрированным, так что эффективная толщина двойного слоя мала и все падение потенциала происходит в пределах плотного слоя ( фо=0). Если бы плоскость, на которой находятся специфически адсорбированные ионы, была эквипотенциальной, то напряженность поля, создаваемого такой плоскостью, не зависела бы от расстояния до плоскости (см, 21). Если же заряды дискретны, то такую плоскость в первом приближении можно рассматривать как сито, дырки которого отвечают местам, на которых [c.118]

Рассмотрим теперь связь эффекта дискретности с изотермой адсорбции ионов, ограничиваясь по-прежнему незаряженной поверхностью электрода и условием г )о 0. Исходя из закона распределения Больцмана и учитывая заполнение поверхности в соответствии с изотермой Лэнгмюра, для ионов с зарядом z получаем [c.121]

При адсорбции анионов величина а имеет отрицательное значение, что указывает на отталкивательное взаимодействие между адсорбированными частицами. Эффект дискретности (т. е. Я< 1) заключается в том, что отталкивание между ионами оказывается меньше, чем при равномерно размазанном по внутренней плоскости Гельмгольца заряде. Сама же форма изотермы адсорбции ионов при учете дискретности не меняется. [c.121]

Как следует из уравнения (25.15), сдвиг п. н. з. при изменении концентрации поверхностно-активного электролита в десять раз должен составлять 58/г мВ при равномерно размазанном заряде специфически адсорбированных ионов и должен быть больше этой величины при проявлении эффекта дискретности. [c.122]

Другим проявлением дискретной природы специфически адсорбированных ионов может служить характер зависимости адсорбции анионов и катионов от заряда поверхности электрода. Из основного уравнения электрокапиллярности для 1,1-валентного электролита, записанного в виде [c.122]

Распределение потенциала в двойном электрическом слое на основе описанной модели, учитывающей дискретный характер специфически адсорбированных ионов, представлено на рис. 70. Если разделить уравнение (25.27) на заряд электрода и учесть общее соотношение [c.124]

Использование теории Гуи — Чэпмена в ее первоначальной форме пренебрегает такими моментами, как дискретность заряда иона, конечный радиус иона, местная диэлектрическая поляризация среды и т. д. Ясность по этому вопросу внесена Хейдоном (1964) и Снарнейем (1962). Наиболее важное уточнение учитывает специфическую адсорбцию противоинов по теории Штерна последующее уточнение проведено Вервеем и Овербеком (1948). Однако с точки зрения стабильности коллоидов адсорбция Штерна способствует уменьшению эффективного поверхностного потенциала, применяемого для вычисления энергии взаимодействия, которое в любом случае ограничено довольно малыми значениями. [c.98]

Существенным является использование понятия об ионной атмосфере. Центральный ион притягивает к себе ионы противоположного знака и отталкивает одноименные ионы. Поэтому вблизи центрального иона дольше будут находиться ионы противоположного заряда, чем одноименные. В результате вблизи центрального иона возникает избыточный заряд противоположного знака, величина которого убывает с удалением от центрального иона. В действительности распределение избыточного заряда дискретно, он обусловлен ионами, находящимися лишь в некоторых местах пространства. Вместо этих ионов рассматривается ионная атмосфера, заряд которой непрерывно убывая по величине с удалением от центрального иона, размазан по всему пространству. Каждый ион электролита является центральным, окруженным своей ионной атмосферой. Вокруг положительного иона располагается ионная атмосфера с отрицательным знаком избыточного заряда, а каждый отрицательный ион окружен положительной ионной атмосферой. Ввиду того что электролит в целом незаряжен, суммарный заряд ионной атмосферы всегда равен, но противоположен по знаку заряду цент- [c.213]

Предположим теперь, что на некотором расстоянии от первой плоскости с дискретными зарядами (внутренняя плоскость Гельмгольца) находится вторая с равномерно размазанным зарядом, равным по величине, но противоположным по знаку заряду первой плоскости (внешняя плоскость Гельмгольца). Такое различие в свойствах внешней и внутренней плоскостей Гельмгольца является некоторым допущением теории двойного слоя, поскольку дискретный характер зарядов проявляется также и в диффузном слое. Физическим основанием для 9Т0Г0 допущения является то обстоятельство, что поступательное тепловое движение ионов в пределах диффузного слоя в большей степени приводит к размазыванию заряда по сравнению с колебательным движением специфически адсорбированных ионов. Дискретный характер распределения ионов на внешней плоскости Гельмгольца оказывает заметное влияние на кинетику электродных процессов. Однако [c.123]

Кремний имеет постоянное координационное число относительно ионов кислорода, равное четырем, и такую же валентность. В силикатах прочность электростатической связи Si—О равна как раз половине заряда иона 0 , т. е. г/к = 4/4 = 1. Другая половина заряда или, иными словами, другая половина валентных сил идет на связь со вторым ионом кремния. Следовательно, связь иона кислорода с двумя соседними ионами кремния в структурном мостике Si—О—Si энергетически совершенно одинакова. Это и есть условие для возникновения непрерывной вязи , т. е. цепей, сеток и каркасов в структуре. Для окислов такое условие создается, когда координационное число центрального катиона В равно его вал ентности. Так, у кремния = ksi = 4, у бора гв = Кв = 3, у германия гое = кое = 4. Соединения, обладающие мезодесмиче-ской структурой, -характеризуются бесконечно простирающимися в одном, двух или трех измерениях радикалами —анионами (В0 )оо. Дискретные изолированные радикалы в них возникают лишь в определенных частных случаях, а именно в условиях высокой основности, когда O/Si = O/Ge > 4 и О/В > 3. [c.66]

Часто некоторые компоненты многокомпонентной макроскопической непрерывной системы обладают электрическим зарядом вследствие наличия корпускулярных носителей зарядов (ионов, электронов и т. д.). С точки зрения теории поля корпускулярные свойства заряженных частиц или дискретность микрозарядов не представляют интереса вместо этого достаточно указать величину заряда индивидуальных компонентов на единицу массы. Поскольку электрический заряд всегда связан с частицей, имеющей массу, то для к-го компонента можно определить удельный заряд е (к=, 2,. .., К), относящийся к единице массы. То же самое справедливо [c.63]

Поскольку вхождение анионов в плотную часть двойного слоя при <0 мало вероятно, полученный результат является следствием дискретного характера распределения зарядов на внешней плоскости Гельмгольца. По-видимому, разряжающиеся анионы подходят к электроду вблизи адсорбированных катионов, где поэтому т 1-потенциал имеет более положительное значение, чемгро. Разряд анионов при д<.0 происходит через как бы катионные мостики , т. е. ионные пары. [c.269]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология