Двойной электрический слой определение

Цель настоящей работы — уточнить механизм действия смеси на основании измерений дифференциальной емкости двойного электрического слоя, определения эффективной энергии активации коррозионного процесса с учетом ранее проведенных поляризационных, электрокапиллярных измерений [4] и исследований коррозии при помощи меченых атомов [5]. [c.78]

Один из методов определения потенциала нулевого заряда основан на измерении емкости двойного электрического слоя. При отсутствии специфи- [c.538]

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]

Углеводородные топлива при перекачках могут электризоваться, т. е. в них может накапливаться заряд статического электричества определенного знака. Возникновение зарядов и их величина обусловлены процессами образования на границе топливо-твердое тело двойного электрического слоя и разделения его обкладок. Законченной теории электризации пока не разработано. Различными исследованиями установлено, что электризация углеводородных топлив в основном зависит от их состава и содержания дисперсной фазы, скорости потока, природы и вида поверхности оборудования, а также от площади соприкосновения с ней. [c.166]

Электрическое поле, создаваемое зарядом металла в окружающем его растворе, вызывает неравномерное распределение ионов в растворе вблизи металла. Если металл заряжен отрицательно (рис. 146), то катионы, находящиеся в растворе вблизи него, притягиваясь металлом, концентрируются около него, в особенности в слое, непосредственно прилегающем к поверхности металла. Анионы же отталкиваются металлом, и их концентрация в растворе вблизи металла будет понижена, в особенности в слое, непосредственно прилегающем к поверхности металла. В результате раствор вблизи металла приобретает заряд, противоположный по знаку заряду металла. Образуется двойной электрический слой. Этот слой характеризуется различным распределением ионов разного знака в поверхностном слое раствора и неодинаковым распределением зарядов в поверхностном слое металла. Он связан с определенной разностью потенциалов (скачком потенциала) на поверхности раздела металл/раствор . [c.416]

При установившемся равновесии обменного процесса поверхность ионита и раствор приобретают электрические заряды противоположного знака, на границе раздела ионит — раствор возникает двойной электрический слой, которому соответствует скачок потенциала. Поскольку иониты обладают повышенной избирательной способностью по отношению к определенному виду ионов, находящихся в растворе, ионообменные электроды называются также ионоселективными. Стеклянный электрод является важнейшим среди этой группы электродов. Он представляет собой тонкую мембрану из специального стекла, в котором повышено содержание щелочных составляющих — соединений натрия, лития и др. Согласно теории Б. П. Никольского потенциалопределяющий процесс на границе раствор — стекло заключается в обмене между ионами щелочного металла, например Ма+, содержащимися в стекле, и ионами Н+, находящимися в растворе [c.484]

На рис. 2.18 представлена полярографическая волна. При низких значениях потенциала (участок А), величина которого не достаточна для того, чтобы на рабочем микроэлектроде происходила электрохимическая реакция, через ячейку проходит очень незначительный остаточный ток, обусловленный, прежде всего, током заряжения двойного электрического слоя и присутствием в растворе электрохимически более активных, чем анализируемое вещество, примесей. При увеличении потенциала электрохимически активное вещество (называемое деполяризатором) вступает в электрохимическую реакцию на электроде и ток в результате этого резко возрастает (участок В). Это так называемый фарадеевский ток. С ростом потенциала ток возрастает до некоторого предельного значения, оставаясь затем постоянным (участок С). Предельный ток обусловлен тем, что в данной области потенциалов практически весь деполяризатор из приэлектродного слоя исчерпан в результате электрохимической реакции, а обедненный слой обогащается за счет диффузии деполяризатора из объема раствора. Скорость диффузии в этих условиях контролирует скорость электрохимического процесса в целом. Такой ток называют предельным диффузионным. Для того чтобы исключить электростатическое перемещение деполяризатора (миграцию) в поле электродов и понизить сопротивление в ячейке, измерения проводят в присутствии большого избытка сильного электролита, называемого фоном. Являясь электрохимически индифферентным, вещество фонового раствора может вступать в химические реакции (часто это реакции комплексообразования) с определяемым веществом. Иногда фоновый электролит одновременно играет роль буферного раствора. Например, при полярографическом определении ионов 0(1 +, Си +, N +1 o + в качестве фона используют аммиачный буфер- [c.139]

Двойной электрический слой может возникнуть также в результате адсорбции поверхностно-активных веществ. При специфической адсорбции полярные молекулы определенным образом ориентируются на поверхности металла и возникает адсорбционный двойной электрический слой и соответствующий скачок потенциала. В водных растворах электролитов на поверхности металлов всегда имеется двойной электрический слой в результате адсорбции дипольных молекул воды. [c.300]

Возникновение двойного электрического слоя на межфазных поверхностях, как и адсорбция, является результатом взаимодействия соприкасающихся фаз благодаря избыточной поверхностной энергии. Стремление гетерогенной системы к уменьшению поверхностной энергии вызывает определенное ориентирование полярных молекул, ионов и электронов в поверхностном слое, вследствие чего [c.44]

Это уравнение показывает возможность определения емкости двойного электрического слоя, если известна зависимость а от ф. [c.47]

При соприкосновении с водой поверхностные атомы твердого тела подвергаются воздействию силового поля молекул воды, которые благодаря своему малому размеру как бы внедряются в кристаллическую решетку твердого тела. Это взаимодействие, которое принято называть гидратацией, может быть настолько сильным, что ослабленные связи атома металла со своими внешними (валентными) электронами нарушаются и атом металла получает возможность покинуть узел кристаллической решетки и перейти в воду. Так образуется ион-атом, несущий положительный заряд. Перешедший в раствор ион-атом гидратируется, т. е. окружается ориентирующимися вокруг него молекулами воды. При этом оставшиеся в металле электроны являются носителями отрицательного заряда. Таким образом,у поверхности металла образуется двойной электрический слой, характеризующийся разностью (скачком) потенциалов между поверхностью металла и слоем раствора, прилегающим к поверхности металла. При достижении определенной величины скачка потенциала дальнейший переход ион-атомов металла в раствор прекращается. Очевидно, что способность металла отдавать в раствор свои ион-ато-мы под воздействием силового поля молекул воды определяет различную величину скачка потенциалов в двойном электрическом слое. [c.29]

При достижении определенного значения скачка потенциала дальнейший переход ионов-атомов металла в раствор прекращается. Очевидно, что способность металла отдавать в электролит свои ионы-атомы под воздействием силового поля молекул раствора определяет различное значение скачка потенциалов в двойном электрическом слое. [c.28]

Эти и многие другие экспериментальные результаты с полной определенностью показывают, что электрохимический потенциал (а следовательно, и фо) и -потенциал не совпадают. Этот факт противоречит представлениям о молекулярном строении двойного электрического слоя. [c.145]

Чтобы получить электрокапиллярные кривые, можно применять ртутный электрод, так как ртуть при соприкосновении с раствором заряжается положительно. На границе ртуть — раствор возникает двойной электрический слой поверхностное натяжение уменьшается за счет электростатического отталкивания зарядов. Если положительный заряд ртути постепенно уменьшать, то поверхностное натяжение возрастает и при заряде, равном нулю, достигает максимума. Если далее придавать поверхности ртути отрицательный заряд и постепенно увеличивать его абсолютную величину, то поверхностное натяжение начнет снижаться. Эту зависимость выражают в виде электрокапиллярных кривых (рис. 51). Форма электрокапиллярных кривых и потенциал нулевого заряда яо определяются составом раствора, особенно наличием в нем ионов, способных адсорбироваться на поверхности электрода и образовывать двойной электрический слой или же вызывать изменение его структуры. Так, адсорбционный двойной электрический слой обусловливает определенные скачки потенциалов яо при отсутствии заряда электрода. При адсорбции катионов потенциал нулевого заряда Яо более положителен, чем потенциал нулевого заряда Яо,раствора в отсутствие катионов. Наоборот, адсорбция анионов смещает потенциал нулевого заряда яо" в область более отрицательных значений. [c.171]

Адсорбция поверхностно-активных веществ происходит при значениях потенциалов, лежащих в определенной области. При любом потенциале в этой области, кроме точки нулевого заряда, двойной электрический слой создается за счет сил электростатического Притяжения противоионов и сил адсорбции. Поэтому такой слой имеет сложное строение. Область потенциалов, в которой наблюдается адсорбция поверхностно-активных веществ, определяется сравнением электрокапиллярных кривых, снятых для чистого раствора и для раствора с добавкой адсорбирующихся веществ. Таким образом, по изменению формы электрокапиллярных кривых и величине потенциала нулевого заряда можно судить о строении двойного электрического слоя. [c.172]

Проверку работы электрической схемы прибора (снятие закона Ома) проводят в положении внутр. экв. . При этом к прибору подключается имитатор электрохимической ячейки с определенными параметрами сопротивления и емкости ( р=100 Ом — эквивалент сопротивления раствора, я = 510 Ом — эквивалент протекания электрохимической реакции в растворе, Ся = 0,5 мкФ — эквивалент емкости двойного электрического слоя). [c.183]

Частицы суспензий, как и частицы золей, могут иметь двойной электрический слой и сольватную оболочку, поэтому они обладают тиксотропными свойствами (например, глинистый раствор), т. е. при определенных условиях могут желатинироваться, а при механических воздействиях снова превращаться в золь. [c.58]

Если пластинки цинка и меди, погруженные в растворы своих солей (см. рис. 22), соединить Проволокой, то в силу разных значений их потенциалов определенное число электронов с цинковой пластинки перейдет на медную. Это нарушит равновесие двойного электрического слоя на обеих пластинках. С цинковой пластинки некоторое число ионов 2п + вновь перейдет в раствор, а на медной пластинке разрядится соответствующее число ионов Си +. Таким образом, в зарядах пластинок снова возникает разность, вызывающая направленный переход электронов с цинковой пластинки на медную, т. е. возникает электрический ток. Цинковая пластинка при этом растворяется, а на медной разряжаются ионы Си2+— выделяется металличе<жая медь. Следовательно, одной из причин возникновения э. д. с. в гальванических элементах является различное значение потенциалов, возникающее у отдельных металлов на границе металл — раствор. [c.121]

Свойства коллоидных растворов зависят не только от степени их дисперсности, но и от их природы. Как показали многочисленные исследования, ца границе раздела между дисперсионной средой и частицами дисперсной фазы возникает так называемый двойной электрический слой, который играет важную роль в агрегативной устойчивости лиофобных систем. Этот слой может возникать либо в результате адсорбции ионов определенного знака (потенциалопределяющие ионы) на поверхности коллоидных частиц, либо вследствие электролитической диссоциации молекул поверхностного слоя самих частиц. [c.173]

Неподвижный адсорбционный слой содержит, как уже упоминалось, далеко не все противоионы, а лишь определенную их часть, которая не в состоянии целиком компенсировать заряд твердой поверхности, а способна лишь его понизить. Другими словами, в адсорбционном неподвижном слое в результате взаимодействия положительных и отрицательных зарядов остается не нейтрализованным некоторый потенциал, который является частью общего потенциала поверхности твердой фазы. Разность потенциалов между подвижной (диффузной) и неподвижной (адсорбционной) частью двойного электрического слоя называется электрокинетическим потенциалом. Этот потенциал обычно обозначают буквой (дзета) и потому называют дзета-потенциалом ( -потен-циал). [c.174]

Само существование электрокинетических явлений указывает на то, что в месте контакта твердого тела и жидкости имеется двойной электрический слой, причем и твердое тело, и жидкость обладают определенными зарядами. Движение взвешенных твердых частиц внутри жидкости, наблюдаемое при наложении электрического поля (явление электрофореза), может совершаться лишь в том случае, если твердые частицы, распределенные в жидкости, обладают зарядом. Точно так же электроосмотическое перемещение жидкости было бы невозможным при отсутствии у нее заряда, на который влияет электрическое поле. 1 азность потенциалов между точками на различных высотах трубы, в которой происходит процесс осаждения взвешенных в жидкости твердых частиц, не могла бы возникать, если бы падающие твердые частицы не несли с собой электрического заряда. Наконец, нельзя объяснить появление потенциала течения, не предположив, что жидкость обладает некоторым зарядом. [c.231]

Модель двойного электрического слоя, отвечающая этим простейшим представлениям, ириводит к двум возможным значениям -потенциала. Если предположить, что все заряды, находящиеся в растворе, способны перемещаться вместе с жидкостью или при движ( нии твердого тела относительно жидкости пе увлекаться вместе с ним, то -потенциал по величине -будет совпадать с -потенциалом, и его изменение с концентрацией электролита должно подчиняться формуле Нернста. Если заряды, находящиеся в растворе, при относительном движении жидкости и твердого тела связаны только с последним и перемещаются вместе с ним, то -потенциал всегда будет равен нулю. Ни одно из этих следствий, вытекающих из теории Гельмгольца, не согласуется ни с экспериментально установленным соотно1дением между (или й м.ь) и -потенциалами, ни с найденной экспериментально зависимостью -потенциала от концентрации (если не считать, что -потенциал лзожет быть равен нулю в очень концентрированных растворах электролнтов и ири определенном составе раствора, отвечающем изоэлектрической точке). Теория Гельмгольца не объясняет также причины изменения заряда повер> ности металла в присутствии поверхностно-активных веществ при заданном значении -потенциала. Вместе с тем теория конденсированного двойного слоя позволяет получить значения емкости двойного слоя, согласующиеся с опытом, а при использовании экспериментальных значений емко- [c.262]

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]

Оба эти уравнения также дают возможность определить истинное. значение коэффициента переноса. Такой метод построения поляризационных кривых и определения величин а и /о был предложен Делахеем с сотр. и проверен на ряде электрохимических реакций. Метод предполагает, что величину гр1 можно рассчитать на основе теории двойного электрического слоя с использованием данных, относящихся к равновесным условиям. Допускается, что прохождение тока не изменяет существенно структуру двойного слоя. Это допущение оправдывается, по мигнию Делахея, с достаточно хорошим приближением вплоть до весьма высоких плотностей тока. [c.367]

Физико-химические характеристики биологических мембран, основу которых составляют фосфолипидные бислои, определяют механизмы протекания многих важных биологических процессов. В последнее десятилетие усилия многих лабораторий были направлены на исследование этих характеристик с помощью различных модельных систем, среди которых мультиламелляр-ная фосфолипидная дисперсия является одной из самых популярных. Эта система, самопроизвольно образующаяся при определенной концентрации фосфолипидных молекул в воде, представляет собой стопку плоских параллельных бислоев, разделенных тонкой прослойкой воды или водного электролита. Как известно, свойства воды в таких тонких слоях существенно отличаются от свойств объемной воды [415]. Если в водной фазе фосфолипидных дисперсий присутствуют растворенные ионы, то около каждой липидной поверхности образуется двойной электрический слой (ДЭС). [c.147]

К микрофакторам, непосредственное определение которых с необходимой точностью затруднительно, относятся многие из перечисленных ранее применительно к фильтрованию с образованием осадка, например пористость, размер и форма частиц, двойной электрический слой, пептизация и агрегирование частиц. [c.114]

Иногда условно допускают, что все молекулы Н25 Оз диссоциированы на ионы, что все п ионрв 5 Оз адсорбированы ядром и что часть ионов водорода в количестве 2(п — х) входит в адсорбционный слой, а следовательно, и -в состав частицы, не связываясь, однако, с определенными ионами, а 2х ионов водорода находятся в растворе. Строение мицеллы, отвечающее этой модели, представлено на рис. 173, на котором ядро ограничено малой окружностью, а частица — второй, больщей окружностью. Мы видим, что ионы 510Г и Н . содержащиеся в адсорбционном слое, располагаются в пространстве закономерно, образуя так называемый двойной электрический слой. [c.517]

При еще меньших /г энергия притяжения оказывается большей по сравнению с энергией электростатического отталкивания, частицы начинают самопроизвольно сближаться и в конце концов коагулируют. Таким образом, величина энергетического барьера является ответственной за устойчивость коллоидной системы. На размер S оказывает влияние как потенциал поверхности частиц ( , так и толщина двойного электрического слоя X. Уменьшение устойчивости системы может происходить либо за счет уменьшения термодинамического потенциала поверхности либо за счет уменьшения толщины двойного электрического слоя. В случае нефтесодержащих дисперсий незначительные толщины двойного диффузионного слоя и ионные сферы затрудняют определение сил отталкивания и притяжения, что, в свою очередь, осложняет построение и анализ кривых энергий взаимодействия, однако оценка их влияния небезьште-ресна. [c.39]

Если сумма скачков потенциала в рассмотренных четырех двойных электрических слоях равна нулю, то на поверхности металла имеется так н зываемый абсолютный нуль потенциала. Потенциалы, вычпсленныг по отношению к этому нулю, называются абсолютными потенциалами. Абсолютный нуль потенциала не может быть вычислен теоретически или определен экспериментально. Однако, как выяснилось, нет необходимости знать абсолютные значения потенциалов. Для термодинамических расчетов достаточно знать условные равновесные потенциалы, измеренные по отношению-к стандартному водородному электроду. Для исследования кинетики электродных процессов должен быть известен условный потенциал по отношению к так называемому потенциалу нулевого заряда, который для каждого металла и растворителя имеет определенное значение. [c.300]

С увеличением размера пор е-пот.енциал сначала увеличивается, а затем, достигнув максимума, уменьшается. Рост -по-тенциала с увеличением размера пор в некотором диапазоне объясняется количественным изменением таких параметров, как вязкость, диэлектрическая проницаемость и электрическая проводимость. Некоторые исследователи считают, что с уменьшением размера пор ниже определенных пределов вязкость увеличивается, однако этот вопрос до конца еще не решен. Диэлектрическая проницаемость, по данным ряда исследователей, в двойном слое намного меньше диэлектрической ироницаемостп жидкости в свободном состоянии. Значения е, полученные, например, для воды в двойном слое, находятся в пределах 2—8. Пока не достигнуто определенной ясности в этом вопросе, нет основания исключать влияние е на увеличение е-пот.енциала с увеличением размера пор до определенных значений. Наконец, последняя величина, которая может вызвать изменение -потенциала от размера пор,— это электрическая проводимость. Электрическая проводимость раствора в порах отличается от ее значения для свободной жидкости. При соизмеримости в поре свободного пространства с толщиной двойного электрического слоя электрическая [c.114]

Если радиус капилляра сопоставим с толщиной двойного электрического слоя, что имеет место в микропористых капиллярных системах, то значение удельной электронроводности к в объеме раствора, входящей в уравнение (IV. 70), не будет соответствовать значению электропроводности раствора внутри капилляра, и при расчете -потенциала необходимо вводить поправку иа поверхностную проводимость. Поверхностная проводимость представляет собой приращение проводимости раствора в капилляре благодаря налич1]Ю двойного электрического слоя, и общая проводимость может быть в несколько раз болыие объемной. Поэтому прн определении значений -потенциала ио результатам исследования элек-троосмоса в системе достаточно узких капилляров и разбавленных растворов в расчетную формулу вместо и подставляют выражение к + Я50/з (где к — объемная электропроводность, — поверхностная проводимость, о — длина окружности капилляра с сечением 5). Поправка всегда положительна, поэтому истинные значения -потенциала, т. е. рассчитанные с введением поправки, будут больше. Поверхностной проводимостью можно пренебречь, если размеры капилляров велики по сравнению с толщиной двойного [c.222]

Направленное перемещение частиц дисперсио(1 фазы под действием приложенной разности потеициалов (электрофорез) можно наблюдать в седимеитацнонно устойчивых дисперсных системах. При наложении на такую систему внeии eй разности потенциалов происходит разрыв двойного электрического слоя по плоскости скольжения, в результате чего частица получает определенный заряд и перемещается к соответствующему электроду. [c.223]

Таким образом, при малых потенциалах порог быстрой коагуляции отвечает определенному соотношению между потенциалом и толщиной диффузной части двойного электрического слоя. Значения В, характерного для данной системы, можно достигнуть, изменяя тот илп другой параметр двойного слоя с помощью электролитов. Еслп указанное соотношение больше константы В, то система агрегативно устойчива, если меньше — происходит коагуляция. Условие устойчивости и коагуляции (VI. 116) было эмпирически установлено Эйлерсом и Корфом в 1940 г., а затем теоретически обосновано Б. В. Дерягиным. [c.334]

Связь между межфазным поверхностным натяжением и электрическим потенциалом поверхности выражается уравнениями Липпмана (1.23) и (1.24). Зависимость поверхностного натяжения от электрического потенциала называют электрокапиллярной кривой. Для межфазной границы ртуть — раствор электрокапиллярные кривые получают обычно с помощью капиллярного электрометра. Используя уравнения Липпмана, по электрокапиллярной кривой можно рассчитать плотность за )яда на поверхности ртути, диф([)ерепциальную емкостр. двойного электрического слоя для определенного состава раствора и определить точку нулевого заряда (т. н.з.), т. е. то значение потенциала, при котором плотность поверхностного заряда qs — 0, а а имеет максимальное значение. [c.27]

Специфическая адсорбция (или адсорбция потенциалопреде-ляющих иоиов) наблюдается тогда, когда твердая поверхность избирательно поглощает ионы только одною вида, которые сообщают ей свой заряд. Это становится возможным, когда микроучастки поверхности, несущие определенный заряд, адсорбируют противоположно заряженные ионы, При этом ионы электролита, имеющие противоположный заряд, непосредственно не адсорбируются, но иод действием сил электростатического притяжения остаются вблизи адсорбированных ионов, образуя с ними на поверхности двойной. электрический слой (ДЭС). [c.50]

Устойчивость суспензий в воде может быть повышена вследствие того, что частицы многих веществ способны отдавать ионы в дисперсной среде или адсорбировать их из неё. Прв этом вокруг частиц формируется двойной электрический слой с определенной вв ulчинoй дзета-потенциала. Значение дзета-потенциала суо-пенэии близко к потенциалу золей, и. агрегативная устойчивость X атом случае определяется электростатическим отталкиванием одноименно заряженных частиц. В определенных случаях адсорбция алектролитов, как и в золях, может наоборот повести к снижению дзета-потенциала и к. агрегации (коагуляции) суспензии. [c.44]

Таким образом, электрокинетические и электрокапилляр-нь(б явления, устанавливая изменение заряда поверхности электрода с изменением электродного потенциала при введении или в отсутствие специфически адсорбирующихся ионов либо молекул, дают определенные представления о строении двойного электрического слоя. [c.101]

Преимуществом переменнотоковой полярографии является возможность гее применения для исследования адсорбционных процессов, происходящих на ртутном капельном электроде, а также для, количественного определения поверхностно-активных веществ, таких, как высшие спирты, жирные кислоты, моющие средства и др. Адсорбция вещества в пограничном слое ртутного капельного электрода достигает максимума при значении потенциала, соответствующем нулевой точке электрокапиллярной кривой (е ), при котором двойной электрический слой находится в незаряженном состоянии. В зависимости от знака потенциала происходит притяжение анионов или ооответст- веино катионов фонового электролита, а также в обоих случаях — притяжение диполей растворителя к пограничному слою, причем адсорбция поверх- [c.303]

В дальнейшем теория двойного электрического слоя получила свое развитие в работах Штерна (1924), который учел, что ионы меют вполне определенные размеры, и центры их не могут подой- [c.314]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология