Гуи Чепмена теория

Современная теория строения двойного электрического слоя развивалась в трудах Гун, Чепмена, Штерна, Фрумкина, Грэма и других ученых. Она основана на анализе электростатических взаимодействий ионов в двойном электрическом слое в сопоставлении с межмолекулярными взаимодействиями и тепловым движением ионов. [c.176]

Следует отметить, что теория сильных электролитов, основанная на аналогичных представлениях о диффузном строении ионного облака, возникающего около любого иона, была предложена позже теории Гуи—Чепмена. [c.150]

Современная теория двойного электрического слоя использует теорию Гуи — Чепмена для описания диффузий части этого слоя. В первоначальном виде теория Гуи — Чепмена ие учитывала наличия слоя Гельмгольца и поэтому ее допущения не позволяли правильно описать электрические явления, на которые существенное влияние оказывает плотная, непосредственно прилегающая к межфазной поверхности часть слоя. Пренебрежение размерами иоиов приводит к тому, что не учитывается минимальная толщина слоя, и это в свою очередь вызывает большие ошибки при расчете параметров двойного электрического слоя. Теория Гуи — Чепмена, учитывая только концентрацию и заряд нонов электролитов, не объясняет различного действия ионов разной природы, связанного со специфической адсорбцией их на межфазной поверхности. [c.60]

Теория Гуи — Чепмена (а также теория Дебая для электролитов) описывает лишь первый механизм экранирования, в предположении, что реакция самого растворителя на внешнее электрическое поле имеет классический локальный характер. Выше был описан второй механизм экранирования поверхностных источников, учитывающий нелокальную природу диэлектрического отклика растворителя. [c.158]

Теперь в неизотермическом случае диффузионный поток зависит не только от градиента относительной концентрации р Р = п п (концентрационная диффузия), но и от градиента температуры (термодиффузия). Величина й,, характеризует соотношение коэффициентов термодиффузии и концентрационной диффузии. Из (3-19) можно получить соотношение (3-7) для коэффициента взаимной диффузии (неточное) и выражение для кт (еще более неточное, непригодное для практических расчетов). Строгая кинетическая теория Энскога и Чепмена также приводит к соотношению (3-19). При этом получается формула (3-12) для коэффициента диффузии 0 2 находятся соотношения для определения термодиффузионного отношения кт- Однако эти соотношения получаются очень громоздкими, сложным оказывается даже расчет к- по первому приближению, он не обеспечивает к тому же (в отличие от вычисления достаточной точности. [c.73]

Было предложено несколько теорий образования ДЭС, из которых наиболее известными являются модели Гельмгольца (так называемая модель плоского конденсатора) и модель Гуи-Чепмена. Современные представления о структуре ДЭС базируются на теории Штерна, согласно которой противоионы находятся в двух положениях одна их часть образует адсорбционный слой (так назы- [c.71]

Кроме того, в методе Чепмена-Энскога нет критерия, позволяющего определить, насколько с его помощью можно отойти от равновесного состояния. Поэтому при решении каждой конкретной задачи необходим эксперимент, определяющий совпадение расчета с опытными данными, т.е. применимость теории. Это слабость метода. Неприменимыми в ряде случаев оказываются и методы линеаризации, поскольку взаимодействие частиц одного и того же "сорта" — эффект нелинейный. [c.44]

Существенно, что, варьируя ионный состав электролита, мол<-но менять толщину приповерхностного слоя. Например, ионы Са + способны вытеснять воду из области полярных головок и тем самым сжимать приповерхностный слой [430]. Обычно толщиной этого слоя пренебрегают и считают, что все поверхностные источники электрических полей строго локализованы на границе раздела бислой/липид, а сама эта граница считается геометрической плоскостью. Такое допущение позволяет проводить теоретический анализ электрических явлений на основе классической теории Гуи — Чепмена [431], в рамках которой структура двойного электрического слоя (ДЭС) определяется лишь поверхностными зарядами. При этом оказывается, что поверхностные электрические диполи, если они присутствуют в системе, не влияют на эту структуру. Существует целый ряд проблем, для которых предположение о локализации источников электрических полей строго на границе раздела является слишком грубым. Оказалось, что трехмерность распределения поверхностных электрических зарядов заметно влияет на элект- [c.150]

Не останавливаясь на аналитических выражениях, вытекающих из теории Энскога и Чепмена, отметим только, что величина к . зависит от содержания компонент в смеси. Величина к в случае чистой компоненты 1 равная нулю, увеличивается при повышении содержания компоненты 2. При этом к - проходит через максимум и в случае чистой компоненты 2 вновь достигает нуля. Величина к . тем больше, чем сильнее разнятся массы компонент и размеры их молекул. В случае не очень низких температур (при Т12 = кТЫ > > 0,9) величина к,- оказывается положительной, если индексом 1 отметить более тяжелую компоненту (или в случае равных молекулярных масс компоненту с большим размером молекул). Как следует из соотношения (3-19), термодиффузионный поток компоненты 1 будет направлен против градиента температуры, т. е. в сторону понижения температуры. Термодиффузионный поток компоненты 2 будет направлен в противоположную сторону. [c.73]

Штерн предложил р ассматривать двойной электрический слой состоящим из двух частей внутренней (плотный слой Гельмгольца) и внешней (диффузный слой). Это позволило использовать теорию Гуи — Чепмена для описания строения внешней части слоя, где можно пренебречь адсорбционными силами и размерами иоиов. Внутреннюю часть Штерн представил как адсорбционный мопоионный слой толщиной не менее двух радиусов ионов (см. рис. 11.13). Введенный Штерном потенциал часто называют штерновским. [c.60]

Уравнение (9.21) представляет собой обобщение теории Гуи — Чепмена на случай нелокально поляризующегося электролита. Если пренебречь эффектами нелокальной поляризуемости (для чего достаточно положить =1), то выражение-(9.21) переходит в классическое уравнение Гуи — Чепмена. [c.159]

При больших к главный вклад в (9.41) дает второй член, соответствующий классической теории Гуи-Чепмена. [c.165]

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]

С развитием теории электролитической диссоциации и введением понятия об ионах взгляды на строение двойного слоя подверглись изменению. Появилась теория так называемого диффузного строения двойного слоя, развитая в работах Гюи и Чепмена. [c.323]

Уравнения (II. 109) и (II. ПО) учитывают специфическую адсорбцию только противоионов. При невысоких концентрациях электролита можно пренебречь единицей в знаменателе уравнения (II. 110). Таким образом, теория Штерна (II. ПО) и теория Гун — Чепмена (11.105) позволяют рассчитать соответственно заряд в плотном и диффузном слоях. Рассчитанные с учетом этих уравнений значения емкости двойного электрического слоя для различных концентраций электролитов удовлетворительно совпадают с результатами, полученными по данным электрокапиллярных измерений. [c.61]

При построении количественной теории Штерн использовал тот факт, что адсорбционные силы резко спадают с расстоянием. Это позволяет предположить, что их роль целиком исчерпывается на расстоянии х = А порядка одного-двух диаметров иона, а при х>А ионы распределены в соответствии с требованием теории Гуи—Чепмена. В таком случае условие электронейтральности системы должно иметь вид [c.153]

Классическая теория Гуи — Чепмена [c.200]

Вследствие малого радиуса действия адсорбционных сил можно, до некоторой степени условно, выделить в двойном электрическом слое две основные части (рис. VII—3) более близкую к поверхности плотную часть (слой Штерна—Гельмгольца), где адсорбционные силы существенны, и более удаленную диффузную часть (слой Гун—Чепмена), где ими можно пренебречь. Главной задачей теории строения двойного электрического слоя является количественное описание распределения концентрации присутствующих в системе ионов Пг [c.178]

В указанной теории Чепмена нет ового, освещающего с новых позиций механизм теплопроводности и вязкости. Однако формулы Чепмена дают возможность более точно отразить температурную зависимость теплопроводности и вязкости газов. [c.125]

Из уравнения (11.110) видно, что в области малых концентраций электролита плотность заряда qr пропорциональна концентрации Хо в первой степени, а из теории Гуи — Чепмена следует, что [c.61]

Толщина плотного слоя Гельмгольца принимается равной диаметру противоиона. Эту часть ДЭС можно рассматривать как плоский конденсатор, потенциал которого с увеличением расстояния от поверхности снижается линейно. По теории Гуи — Чепмена противоионы диффузной части ДЭС распределяются в поле поверхностного потенциала в соответствии с законом Больцмана. Теория показывает, что потенциал в диффузной части слоя снижается с расстоянием по экспоненте. При малом значении потенциала эта зависимость выражается уравнением [c.78]

Рис. 39. Схема распределения электростатического потенциала в растворе вблизи плоской поверхности согласно теории Гуи—Чепмена.

К сожалению, ценность такой теории существенно ограничена следующими обстоятельствами. Вследствие целого ряда причин решение уравнения (2.20), не говоря уже о более сложных, сопряжено с громадными трудностями. Чаще всего оно ведется методами Чепмена-Энскога (см. [5, 193]) или Грэда (см. [193]), разработанными для уравнения (2.20). Первый из них применим в некоторой "малой" окрестности равновесного распределения (как мы видели, химическая реакция может сильно нарушать его), второй обладает возможно большей общностью, но ни тот, ни [c.43]

Эту величину можно сравнительно легко и точно измерить методом, подобным тому, который используют при измерении емкости конденсаторов. Теория Гуи—Чепмена позволяет рассчитать С путем дифференцирования поверхностного заряда по потенциалу диффузного слоя, исходя, например, из (5.31). Для оценки С можно воспользоваться более простым выражением (5.32), справедливым для малых Фо- Это дает [c.151]

Проведенный выше анализ связи между (1(р/с1х и -потенциалом позволяет определить и ту область, в которой изменяется с концентрацией электролита при максимальном разбавлении стремится к Фо, а при высоких Соо (концентрированные растворы)— к нулю, т. е. Ос СФо- Следовательно, и фо-потенциалы во всех случаях должны иметь один и тот же знак. Как мы уже видели, это требование, вытекающее из теории Гун—Чепмена, не всегда соблюдается. [c.149]

В работе Гиршфельдера, Кертисса и Берда [Л. 2-4] подробно изложена строгая кинетическая теория разреженных одноатомных газов и смесей, теория Энскога — Чепмена с применением вариацио нного принципа (разложением но полиномам Сонина). Конечным результатом этой теории является возможность выражения всех коэффициентов переноса через систему интегралов, обозначенных ), значение которых зависит от потенциальной функции межмолекулярного взаимодействия и которые отражают всю динамику столкновения молекулы, а следовательно, и закон действия межмолекуляр- [c.139]

II. Ленгмюра (1917), Г. Фрейндлиха (1926), Н. А. Шилова (1915—1930), а также закладываются основы теории двойного электрического слоя Г. Гун, Д. Чепмена, О. Штерна (1910—1924). Учение о поверхностных явлениях пос-тепенно становится основой коллоидной химии, ее 1еоретическнм фундаментом. Третье десятилетие нашего века явилось периодом окончательного формирования коллоидной химии как самостоятельной науки со своими объектами и методами исследования. [c.17]

Поправка, введенная Штерном, объяснила также, почему теория Гуи—Чепмена дает завышенную величину заряда диффузного слоя, а отсюда и его емкости. Заряд е = 11 р л ] находится по теории Гуи—Чепмена путем интегрирования от х = О, а не от [c.153]

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]

Теория Чепмена ограничена, так как в ней рассматриваются только парные столкновения и не рассматриваются внутримолекулярные энергии. Поэтому о а применима только к одноатомным газам. Теория Чепмена неприменима и к одноатомкым газам при больших плотностях, когда тройные столкновения начинают играть значительную роль. Чепмен для рассмотренных им трех частных случаев вычислил значения теплопроводности Для омеси аргона и гелия и сравнил их с экспериментальными значениями. [c.126]

В случае бинарного симметричного электролита из теории Гуи— Чепмена имеем, согласно (5.28), [c.174]

Теория, разработанная Чепменом, В частных случаях дает совпадения с теорией Пиддука. Эта теория дает наиболее правильное объяснение явлений теплопроводности. Однако, пользуясь теорией Чепмена, не представляется возможны м вычислять значения теплопроводности газов, поскольку применительно к каждому газу неизвестны значения Ь, 5 и другие величины. [c.133]

Пути построения более совершенной теории детонации в настоящее время только еще намечаются [539]. Однако во многих случаях классическая детонационная волна Чепмена—Жуге оказывается в достаточной мере адекватной наблюдаемым фактам, что имеет место при оперировании средними величинами (благодаря чему остается правильной теория скорости детонации и ряд других положений классической теории) [c.242]

Эта величина, называемая толщиной (эффективной) ионной атмосферы, была введена в теории сильных электролитов Дебая—Хюккеля (которая, заметим, была развита позже теории Гуи—Чепмена). [c.182]

На основании этой теории Чепмена вычислены значения коэффициентов / при различных значениях 6 и 5, которые приведены в табл. 2-1. [c.132]

Итак, структура ДЭС вблизи фосфолипидной поверхности может существенно отличаться от предсказаний классической теории Гуи — Чепмена. Эти отличия связаны с двумя особенностями водно-липидных систем. Во-первых, водный электролит является нелокально поляризующейся средой и, во-вторых, поверхностные источники электрических полей (заряды и диполи) распределены в прииоверхностном слое. Влияние этих особенностей на структуру ДЭС приводит к тому, что распределение потенциала вблизи фосфолипидной поверхности становится немонотонным, знакопеременным. [c.160]

Итак, теория Гуи—Чепмена хорошо объясняет качественное различие между ф - и -потенциалами и чувствительность последнего к концентрации непотенциалопределяющих (индифферентных) ионов. Однако эта теория, с одной стороны, не в состоянии объяснить часто наблюдаемое изменение знака -потенциала при повышении концентрации какого-либо электролита, а с другой — дает значения емкости двойного слоя, которые на порядок выше экспериментальных. Эти несоответствия с опытом хорошо объясняет [c.151]

ОН имеет значение фд, а дальше от стенки уменьшается согласно теории Гуи—Чепмена. На рис. 40 показаны два варианта зависимости ф (д ). Когда на поверхности адсорбируется ион, который имеет заряд, одноименный с зарядом внешней фазы, фд сохраняет знак Фо (схема а), а когда адсорбируется ион с противоположным зарядом в количестве, перезаряжаюш,ем поверхность, фд приобретает знак, обратный знаку фо (схема б). Возможны, очевидно, и любые промежуточные состояния. [c.153]

Число Кнудсена можно выразить через пзвестные критерии подобия — числа Маха М и Рейнольдса R для этого следует использовать формулу Чепмена из кинетической теории газов, связывающую кинематическую вязкость с длиной свободного пробега и средней скоростью движения молекул с [c.132]

Величина ae, назьшаемая толщиной (эффективной) ионной атмосферы, была введена в теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля, развитой позже теории Г у и — Чепмена. [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология