Диффузный слой ионов

При наличии диффузного слоя ионов непосредственной причиной движения жидкости является градиент потенциала Н на диафрагме или на концах капилляра. Он обусловлен электриче- [c.169]

Одним из наиболее теоретически разработанных факторов устойчивости дисперсных систем является электростатическое взаимодействие диффузных слоев ионов, окружающих частицы дисперсной фазы. Теория электростатического фактора устойчивости была развита в работах Б. В. Дерягина и Л. Д. Ландау и позже, независимо, голландскими учеными Е. Фервеем и Дж. Овербеком. Эта теория, получившая по имени ее создателей название теории ДЛФО, основана на сопоставлении электростатического отталкивания диффузных ионных слоев двух частиц и их молекулярного притяжения. [c.257]

Как видно из приведенных данных, величина электрокинетического потенциала более резко изменяется при увеличении концентрации раствора. Многовалентный ион тория вызывает перемену знака на положительный. Если оставаться на положениях теории Гуи, тО такие результаты объяснить трудно. Фрейндлихом было указано, что полученные данные могут быть объяснены, если принять, что граница скольжения между фазами находится за пределами первого слоя противоионов, а эффективная часть заряда и падения потенциала, играющие роль в электрокинетических явлениях, связаны с наружной частью диффузного слоя ионов. Для более отчетливого представления о характере распределения зарядов на фазовой границе твердое тело—жидкость, согласно интерпретации Фрейндлиха и Смолуховского, рассмотрим схему на рис. 17, следуя А. Н. Фрумкину. [c.36]

Второй потенциал, характеризующий двойной слой ионов, называют электрокинетическим или -потенциалом дзета-потенциалом). Он представляет собой электрический потенциал в двойном слое на границе между частицей, способной к движению в электрическом поле, и окружающей жидкостью. -Потенциал является потенциалом поверхности скольжения. Однако в двойном электрическом слое точное расстояние от твердой поверхности до поверхности скольжения неизвестно. Поэтому приближенно можно принять, что поверхность скольжения проходит по границе между адсорбционным и диффузным слоями ионов. Следовательно, -потенциал близок, хотя и не совсем идентичен по величине, потенциалу на границе адсорбционного и диффузного слоев. [c.399]

Силы отталкивания не проявляются до тех пор, пока мицеллы находятся на столь значительном расстоянии, что их диффузные слои (ионные атмосферы) ие перекрываются. С перекрытием ионных атмосфер появляется электростатическое взаимодействие между противоионами и про-сходит их перераспределение. Природа сил отталкивания, возникающих при сближении мицелл, сложнее, чем просто кулоновское взаимодействие. Б. В. Дерягин показал, что в этом случае появляются особого рода силы, называемые расклинивающим давлением. [c.111]

Рассматривая каждый ион как центр, вокруг которого группируются другие ионы в виде как бы диффузного слоя (ионной атмосферы), можно вычислить электрический потенциал иона по отношению к окружающему его раствору. Определив после этого работу удаления ионов друг от друга в процессе разбавления растворов, можно на основании соотношения между активностью и изменением изобарного потенциала найти уравнение для расчета коэффициента активности каждого вида ионов [c.377]

Коагуляция — процесс укрупнения частиц дисперсной фазы, заканчивающийся разрушением коллоидной системы и часто оседанием вещества, находившегося до коагуляции в коллоиднодисперсном состоянии. Процесс коагуляции связан с исчезновением диффузного слоя ионов, причем мицелла сжимается до гранулы [c.146]

Для установления знака заряда потенциала и для количественных измерений можно использовать два электрокинетических явления — электрофорез и электроосмос, открытые в 1809 г. профессором МГУ Ф. Ф. Рейссом. При электрофорезе частицы дисперсной фазы под действием постоянного электрического тока делятся по границе адсорбционного и диффузного слоев. Ионы диффузного слоя движутся к одному электроду, а ядро с противоположными по знаку ионами — к другому, т. е. под действием электрического тока коллоидные частицы передвигаются в направлении того из электродов, заряд которого противоположен по знаку их собственному заряду. Это явление и называется электрофорезом. Иначе говоря, электрофорез — перенос коллоидных частиц в электрическом поле. Электрофорез имеет существенное практическое значение. Он используется при очистке глин и для других целей. [c.232]

В этом случае ядро частицы адсорбирует анионы Д1(0Н)20 и АЮг , заряжаясь отрицательно ионы связываются ионами ОН раствора и замещаются во внешнем, диффузном, слое ионами металла щелочи [c.108]

Другим основным фактором устойчивости неорганических гидрозолей является потенциал поверхности, удерживающий вокруг коллоидных частиц диффузный слой ионов. Ионы этого слоя гидратированы и создают вокруг частиц гидратные оболочки, которые заслоняют (экранируют) частицы от действия молекулярных сил сцепления и стабилизуют коллоидную систему. Если она не гидрозоль, а органозоль, ее стабилизация осуществляется главным образом за счет оболочек дисперсионной среды (сольватных оболочек,) удерживаемых вокруг частиц адсорбционными силами. Однако наличие одних только сольватных оболочек из молекул среды еще недостаточно для придания гетерогенной системе значительной агрегативной устойчивости. Необходим третий компонент — стабилизатор в виде электролита (полиэлектролита). Его роль заключается, во-первых, в понижении общей поверхностной энергии системы за счет адсорбции ионов и, во-вторых, в создании защитных ионно-сольватных слоев в составе каждой мицеллы (см. гл. V). [c.130]

В связнодисперсных системах, в которых частицы дисперсной фазы связаны в пространственную структуру, существование зарядов на поверхности частиц и диффузных слоев ионов вызывает ряд особенностей в электрических свойствах и фильтрационных характеристиках, т. е. в закономерностях массообменных процессов, связанных с диффузией компонентов через такие системы или просачиванием через них жидкой фазы. Наибольший интерес здесь представляют особенности проявления электроосмоса и обратного осмоса, закономерности ультрафильтрации, возникновение потенциалов и токов протекания и некоторые другие свойства, о которых речь пойдет дальше. [c.197]

Оставшаяся часть противоионов образует диффузный слой ионов. Ядро с адсорбционным и диффузным слоями называется мицеллой [c.222]

Изменение устойчивости суспензий глин (коагуляция или стабилизация) связывается с образованием диффузного слоя ионов с его сжатием или расширением. [c.12]

Количественная теория взаимодействия твердых поверхностей, несущих диффузные слои ионов, подтвержденная прямыми экспериментами, дана в серии работ Б. В. Дерягина [27—30]. [c.12]

До сих пор речь шла о молекулярных силах в системах, составленных из однородных по своим свойствам слоев. Ситуация осложняется, например, в случае растворов, состав и концентрация которых в тонкой прослойке становятся зависящими от координаты точки внутри прослойки. Как показано в главах VI и V, в этом случае силы взаимодействия не сводятся только к молекулярным и появляются дополнительные составляющие, связанные с перекрытием диффузных слоев ионов (электростатическая составляющая расклинивающего давления) или нейтральных молекул (адсорбционная составляющая). [c.94]

Электро- статический П 2 о 1 2 Диффузный слой ионов Ионы в. толще воды [c.394]

В присутствии электролитов капли вследствие адсорбции ионов на поверхности раздела могут приобретать заряд. Отталкивание одинаково заряженных капель препятствует агломерации. Анионы обычно лучше растворимы в органических жидкостях, чем катионы, и если диспергирована органическая фаза, то кап-лп заряжаются отрицательно. Заряженная капля находится в окружении неподвижного диффузного слоя ионов противоположного заряда. Когда такой комплекс движется относительно неподвижной сплошной фазы, на поверхности сдвига возникает потенциал, так называемый дзета-потенциал. Последний является важным фактором, препятствующим агломерации [c.494]

Возникновение диффузного слоя ионов в растворе вблизи межфазной границы обусловлено равновесием между притяжением (отталкиванием) ионов к заряженному электроду и выравниванием ионных концентраций за счет тепловой диффузии. Это равновесие было теоретически рассмотрено в работах Гуи [2] и Чэпмена [3]. Трактовка этих авторов близка к теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Теория Гуи-Чэпмена основана на ряде не вполне строгих предположений. Например, в этой теории ионы рассматриваются как точечные заряды, а также принимается, что при переносе ионов к границе раздела фаз затрачивается лишь электростатическая работа. Поэтому теория Гуи— Чэпмена является точной лишь для разбавленных растворов. Далее, в этой теории принимается, что роль растворителя в электрическом взаимодействии между ионом и электродом можно учесть с помощью макроскопической диэлектрической проницаемости. Это предположение в электрохимической теории весьма распространено и зачастую неизбежно, однако его пригодность для описания электростатических взаимодействий на расстояниях, сравнимых с молекулярными размерами, в высшей степени сомнительна. Тем не менее простую теорию двойного слоя с успехом применяли к целому ряду растворителей в различных условиях. Успехи теории частично объясняются тем обстоятельством, что в области ее несостоятельности (при больших концентрациях электролита или больших напряжениях) диффузный слой слабо влияет на свойства двойного слоя. Вывод основных уравнений диффузного слоя довольно прост и будет опущен. Подробное рассмотрение вопроса читатель найдет в обзоре Грэма [7]. [c.67]

Согласно теории ДЛВО, стабилизация происходит в результате действия спл отталкивания между коллоидными частицами, которые несут двойные электрические слои. Двойные слои могут быть оппсаны классической теорией Гун — Чэпмена или ее модификацией. Частпцы сами несут электрический заряд и окр> аются диффузным слоем ионов равного и противоположного по знаку заряда отталкивание происходит прп перекрытии диффузных слоев. Так как теория взаимодействия перекрывающихся диффузных слоев непроста, здесь будет приведена единственная приемлемая рабочая формула. [c.96]

В изоэлектрической точке, отвечающей для амфотерных по своим свойствам поверхностей тому состоянию, когда число ионов разных знаков в пограничном слое одинаково и двойной слой исчезает, отсутствует и механизм для осуществления направленного потока жидкости. При возрастании концентрации электролита в растворе диффузный слой ионов сжимается и принимает структуру гельмгольцевского слоя, что также приводит к исчезновению механизма для передвижения жидкости, и электроосмос прекращается. Иллюстрацией этой закономерности являются результаты опытов Рэми (рис. 24). [c.50]

В результате диффузного строения слоя противоионов толщина гидродинамического слоя становится больше б">б (рис. 106) и, таким образом, скачком потенциала на границе фаз, находящихся в движении одна относительно другой, будет не полный скачок потенциала ф (термодинамический потенциал), а только некоторая часть его = ф — е. Величина I носит название электрокинети-ческого или дзета-потенциала, а е — называется адсорбционным потенциалом. Как видно из рис. 106, величина -потенциала тесно связана с толщиной диффузного слоя ионов, и обычно чем больше размыт слой, тем больше величина -потенциала. Если слой предельно сжат, т. е. ф = е, то = 0. [c.324]

Такая теория, объединяющая адсорбционные и электростатические точки зрения, была развита А. И. Рабиновичем с учениками и сотрудниками. Методом измерения электропроводности и потенциометрического титрования Рабинович на примере золя AS2S3 (наружная обкладка двойного слоя которого образована ионами водорода) показал, что при введении в раствор КС1, ВаСЬ или AI I3 сначала происходит обменная адсорбция с вытеснением в эквивалентных количествах из диффузного слоя ионов Н" " ионами К" ", Ва" или А1 +. Коагуляция наступает только при введении избытка электролита тем более значительного, чем ниже валентность катиона. Аналогичная закономерность наблюдалась и на других золях. На основании опытов был сделан вывод, что коагуляция про- [c.340]

Во многих случаях устойчивость аэрозолей увеличивается благодаря присутствию стабилизатора. Стабилизация при этом осуществляется путем приобретения электрического заряда или путем образования защитных слоев на поверхности частиц. Электрический заряд частиц возникает либо в результате адсорбции ионов-из газовой среды или за счет ионизации газа (воздуха) под действием ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей, а также радиоактивных излучений либо, наконец, за счет трения. Знак заряда пылевых частиц зависит и от химического состава пыли и дыма основные вещества (СаО, ZnO, MgO, РегОз) дают отрицательно заряженные пыли, а кислые (SiOj, РгОб, а также уголь) — положительно заряженные. В отличие от гидрозолей частицы аэрозолей не имеют диффузного слоя ионов (слоя противоионов) кроме того, частицы в аэрозолях могут jie TH paMH4№ie по знаку и величине заряды или быть нейтральными. При этом наибольшую устойчивость проявляют аэрозоли с одноименно заряженными частицами. [c.350]

Гидратированные анионы (СГ) в жидкой фазе находятся под воздействием двух взаимно противоположных сил электростатических (стягивающих мицеллу) и диффузионных (стремящихся рассеять анионы). В результате совместного действия указанных сил состояние отдельных анионов окажется неодинаковым. Часть из них, обозначаемая нами через х, образует диффузный слой — ионную атмосферу мицеллы (с). Это — так называемые свободные противоионы. Другая часть противоионов, равная п — х, более или менее прочно связана с потенциалопреде ляющими ионами (Ь), с которыми она на поверхности ядра создает плотный адсорбционный слой. Это — связанные противоионы. [c.272]

Je количество противоинов, образующих внешний, так называемый диффузный слой ионов (п—х) — часть противоионов, входящая в адсорбционный слой и в состав частицы (частица заключена в фигурные скобки). [c.87]

Еще одной особенностью, связанной с ролью диффузных слоев ионов при оседании частиц дисперсной фазы, является возникновение так называемого суспензионного эффекта, обусловленного отличием состава дисперсионной среды вдали от частиц и в диффузном слое. При седиментации происходит концентрирование дисперсной фазы в одной части системы внизу — при плотности частиц, большей плотности среды, и наверху — для менее плотных частиц. При этом частицы оказываются на расстояниях, соизмеримых с толщиной ионной атмосферы, так что в осадке (или соответственно в сливках ) основную часть диспероионной среды составляют диффузные слои ио оз. Это приводит к отличию средних составов дисперсионной среды в разных частях системы в частности, если диффузный слой содержит избыток ионов Н+ или ОН, то дисперсионная среда в осадке и над ним имеет разные средние значения pH. Захват ионов при седиментации осадков имеет место в геологических процессах, например, с ним может быть связано образование некоторых месторождений. [c.197]

При малой концентрации электролита, высокой концентрации коллоидных частиц и большой величине их эффективного заряда, т. е. когда < lИ/eNA, величина х близка к исходной концентрации с. электролита. Иными словами, практически весь электролит должен в этих условиях перейти в чистую дисперсионную среду. Это означает, что при сильно развитых диффузных слоях ионов и достаточно плотном расположении частиц, когда ионные атмосферы частиц соприкасаются, коионы (в данном случае Ма+) практически полностью удаляются из системы через полупроницаемую мембрану в чистую дисперсионную среду (увлекая за собой, разумеется, и эквивалентное число ионов обратного знака). Соответственно, если концентрированная коллоидная система контактирует через полупроницаемую мембрану с раствором электролита, то при выполнении условия с 9 /еЫА электролит не будет переходить в дисперсную систему. Эти явления, наблюдаюшиеся также и для растворов полиэлектролитов и белков (для которых мембраны непроницаемы), очень важны при функционировании клеток растений и животных. [c.200]

Модельные опыты [60, 61, 79 — 81] позволяют прямым методом доказать и исследовать механизм формирования барьера, препятствующего слипанию частиц и обусловленного взаимным отталкиванием диффузных слоев ионов. При сближении плоскопараллельных кварцевых дисков, разделенных слоем раствора электролита толщиной порядка десятой доли микрона, проявляется статическое сопротивление утоньшению этого слоя [61, 80]. Толщина невыжима-ющегося (остаточного) слоя — функция как нагрузки, так и концентрации раствора электролита (рис. 5), валентности и радиуса противоионов (рис. 6). Электростатическое расклинивающее давление р , которое определяет равновесную толщину остаточного слоя, в соответствии с уравнением Дерягина [46] и аналогичным уравнением Фрумкина [85] можно записать в следующем удобном для экспериментальной проверки виде [59, 79] [c.151]

Теоретически диффузный слой ионов распространяется внутрь среды на неограниченно большое расстояние. Поэтому употребляемое в коллоидной химии понятие толщинаь двойного слоя носит весьма условный характер. В теории сильных электролитов толщина двойного слоя определяется величиной дебаевского радиуса гп, связанной с концентрацией и валентностью ионов симметричного электролита следующей зависимостью [c.27]

Величина ДП частицы определяет ее способность к коагуляции и во многих случаях является основным критерием полаоты протекания процесса. Как видно из рис. 1.10, величина ДП зависит от толщины диффузного слоя ионов. Чем сильнее размцт [c.29]

На рис. 11 представлена зависимость вычисленной по уравнению (26) емкости диффузного слоя 1 1-электролита в воде при 25°С от 9 и концентрации электролита- Для этих кривых характерна резкая зависимость от концентрации и наличие острого минимума при пнз. В первоначальной трактовке Гуи и Чэпмен считали, что диффузный слой ионов должен простираться до поверхности металла, так что следовало бы отождествить с ф - полной разностью потенциалов на границе раздела. Однако в этом случае измеряемая емкость должна совпадать с емкостью диффузного слоя. В действительности такое совпадение отсутствует, что легко установить, сравнив кривые рис. 11 с экспериментальными кривыми (рис. 12). Различие между кривыми проистекает вследствие пренебрежения конечными размерами ионов (и дискретной структурой диэлектрика), которые ограничивают сближшие ионов с электродом. Этот вопрос в основных чертах был исследован Гуи [11] количественное рассмотрение было проведено Штерном [4], проанализировавшим также проблему специфической адсорбции ионов. [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология