Ток обмена двойной слой

Но другие скачки потенциала (например, в обменном двойном электрическом слое) при этом уменьшаются таким образом, чтобы равновесный потенциал сохранил свое прежнее значение. [c.300]

Таким образом, путем кондуктометрического титрования мсжно установить характер сил, за счет которых противоионы удерживаются в адсорбционном слое. Если результаты титрования указывают на способность к обмену всех противоионов мицеллы, т. е. свидетельствуют об их способности вытесняться как из диффузного, так и адсорбционного слоя, то противоионы удерживаются в мицелле только в результате действия физических сил (электрических, адсорбционных). Если, наоборот, часть противоионов из двойного слоя не вытесняется или вытесняется с большим трудом, то следует полагать, что эти ионы удерживаются в мицелле силами, близкими по своей природе к химическим силам. [c.221]

Исходя из прямолинейной зависимости обменной способности от pH, в данном случае можно определить величину емкости двойного слоя. В работе Е. А. Матеровой величина изменения обменной способности, отнесенная к единице pH, т. е. у/ рН при постоянной концентрации ионов бария, на прямолинейной участке кривой выражается величиной [c.24]

Обмен частиц между фазами происходит под влиянием разности их химических потенциалов в жидкой и твердой фазах. Очевидно, что в обмене ионов между адсорбентом и раствором могут участвовать только подвижные противоионы двойного слоя. Таким образом, ионный обмен является вторичной адсорбцией, проявляющейся при наличии двойного электрического слоя. Обмен ионов между внешней обкладкой ДЭС и раствором происходит постоянно под действием теплового движения при этом обмениваются ионы как одного вида (например, на К ), так и ионы разной природы, но с тем же знаком заряда. Ионообменная адсорбция специфична и в значительной мере зависит от природы твердой фазы и адсорбируемых электролитов. [c.339]

Снижение -потенциала обусловлено сжатием диффузионного слоя, уменьшением толщины ионной атмосферы под влиянием электростатического воздействия ионов введенного электролита и может быть вычислено из теории сильных электролитов Дебая — Гюккеля. Мюллер, учитывая только электростатические взаимодействия, путем расчетов пришел к обоснованию правила Шульце — Гарди и к зависимости между снижением -потенциала и концентрацией прибавляемого электролита. Однако ряд явлений не получил удовлетворительного объяснения электростатической теорией. Экспериментальный материал, полученный различными исследователями, убедительно доказывал, что коагуляция лиофобных коллоидов электролитами сопровождается адсорбцией ионов-коагуляторов, причем в большинстве случаев эта адсорбция носит обменный характер. Ионы-коагуляторы адсорбируются, вытесняя одновременно из двойного слоя в жидкость одноименно заряженные ионы, образующие наружную обкладку. [c.340]

Коагулирующие ионы вступают в обмен с ионами внешней обкладки двойного слоя. Происходит ионообменная сорбция коагулирующих ионов. И если они имеют повышенный заряд (+2 или выше), то сильно притягиваются к внутренней обкладке, что приводит к сильному сжатию двойного слоя и к уменьшению С-потенциала. Это и открывает возможность для слипания частиц. Особенно быстро идет коагуляция при С = О (изоэлектрическое состояние). Электролит с одновалентным ионом-коагулятором имеет высокий порог коагуляции, потому что он гораздо слабее влияет на снижение С-потенциала. Золи с разноименным зарядом частиц при сливании друг с др уом коагулируют. Для коагуляции гидрофильных золей надо вводить много вещества, отнимающего воду от мицелл (соли, спирты и др.). Высаливание давно используется в различных производственных процессах, например в осаждении мыла поваренной солью. [c.178]

Изменение электролитного состава дисперсионной среды приводит к определенным, более или менее глубоким изменениям в структуре двойного слоя и сопровождается ионным обменом — переходом части вновь вводимых ионов в двойной слой и выходом в объем раствора части ионов, находившихся ранее в двойном слое. Характер изменения двойного слоя определяется свойствами добавляемых в раствор противоионов и коионов, в том числе их способностью к вхождению в состав твердой фазы, к специфической адсорбции на поверхности раздела фаз и соотношением зарядов вновь вводимых ионов и ионов, образующих двойной слой (в основном противоионов). Можно выделить-следующие характерные случаи влияния электролитов на строение двойного слоя и соответственно на интенсивность протекания электрокинетических явлений. [c.206]

Строение двойного слоя зависит от природы находящихся в нем катионов, а также от степени сжатия диффузного слоя. И то, и другое можно изменять путем ввода в систему глина — вода электролитов различной концентрации. Состав ионов двойного слоя можно изменить путем ввода в систему новых электролитов, вызывающих обмен ионов. [c.12]

Приведенные выше результаты относятся к обмену протонов— реакции, характеризующейся очень большой скоростью. В случае более медленного процесса почти вся реакция должна протекать вне двойного слоя, и влияние последнего незначительно. [c.70]

При добавлении к коллоидному раствору нейтральной соли имеют место два основных эффекта. Первый эффект заключается в ионном обмене между ионами двойного слоя и ионами нейтральной соли второй эффект состоит в изменении толщины двойного слоя (или ионной атмосферы) под влиянием изменения ионной силы раствора. Для простоты положим, что ионы нейтральной соли не входят в состав решетки или ионогенных групп частицы, вследствие чего взаимодействие происходит при постоянстве заряда на поверхности частицы. [c.116]

Физический смысл условия (9.43) состоит в том, что конвективный перенос ионов в двойном слое равен потоку ионов через внешнюю границу двойного слоя. Заметим, что условие (9.43) записано в предположении идеально поляризуемой капли. Если капля неидеально поляризуема, то ионы могут разряжаться и образовываться на поверхности капли, т. е. между каплей и внешней средой может происходить обмен ионами. В этом случае через поверхность капли может происходить обмен ионами, т. е. через поверхность капли может протекать ток, плотность которого нужно добавить в правую часть (9.43). Таким образом, условие (9.43) является вторым граничным условием для решения уравнения (9.41). [c.204]

Когда тонкая смачивающая пленка отделяет а-фазу от газовой, математические рещения получаются в той же форме, что и уравнения (3.63) и (3.71). Лишь постоянная скорости г- о уменьшается в соответствии с уравнением (3.19). Прн этом предполагается, что сама смачивающая пленка не способствует перемещению атомов водорода вдоль стенки поры. Однако можно хорошо себе представить, что в. ходе электрохимической реакции по уравнению (3.24) между о-фазой и смачивающей пленкой происходит обмен атомами водорода и электронами, а благодаря этому вдоль стенки поры образуется электрохимический двойной слой. В связи с большим электрическим сопротивлением пленки можно предполагать, что в каждой точке стенки поры разность электрических потенциалов двойного слоя находится в равновесии с существующей в этом месте активностью атомов водорода в о-фазе. Тогда при анодной нагрузке наряду с градиентом активности в о-фазе, который является движущей силой диффузии хемосорбированных атомов водорода, образуется также и градиент электрического потенциала в обкладке двойного слоя (со стороны пленки). Под влиянием этого электрического поля ионы движутся в смачивающей пленке и тем самым поддерживают перемещение атомов водорода в о-фазе. Поэтому можно ожидать, что при смоченной поверхности придется считаться с большим коэффициентом диффузии вдоль стенки поры, чем в случае чистой диффузии атомов водорода в с-фазе. [c.127]

Сжатие двойного слоя, снижение агрегативной устойчивости частиц и, как следствие, объединение частиц под действием молекулярных сил притяжения [154]. Допускается обмен простых анионов дисперсной фазы на анионные группы полимеров [155]. [c.299]

Различают несколько типов взаимодействия электролита с адсорбентом. Электролит может адсорбироваться как единое целое этот процесс напоминает молекулярную адсорбцию из растворов. Чаще, однако, ионы одного знака удерживаются поверхностью сильнее, чем ионы другого знака, образующие диффузный слой. Поверхность может быть полярной и характеризоваться потенциалом 1(). При этом в рамках модели Штерна (разд. 1У-3) адсорбцию можно рассматривать как обмен с ионами диффузной части двойного слоя. [c.329]

Наиболее ясно эти взгляды выражены в работах Мюллера [2] и одного из нас [4]. Мюллер рассматривает как причину коагуляции исключительно перераспределение ионов в наружной обкладке двойного слоя, сжимающейся при добавлении электролитов, которое необходимо должно снижать -потенциал при сохранении постоянства числа зарядов Е на поверхности отрыва. Рабинович наряду с электростатическим сжатием диффузной части наружной обкладки двойного слоя принимает снижение С-потенциала в результате изменения числа зарядов Е, вызванного обменной адсорбцией ионов в гельмгольцевской части двойного слоя. Преимущественному накоплению в этой части двойного слоя многовалентных и специфически сильно адсорбирующихся ионов с одновременным удалением из него меньшего количества компенсирующих ионов низкой валентности приписывается главная роль в снижении -потенциала и общей стабильности коллоидной системы. [c.99]

Как показал ряд классических исследований лиофобных коллоидов начиная с 1890-х годов прошлого века, коагуляция типичных представителей этого класса веществ связана с адсорбцией ионов электролита, вызывающего коагуляцию, на поверхности частиц выпадающего коллоида. Основываясь на этом экспериментально установленном факте, целый ряд авторов связывал коагуляцию с адсорбцией ионов, пытаясь установить количественные зависимости между этими явлениями. Первой теорией этого рода явилась теория Фрейндлиха [5], до настоящего времени приводимая во всех курсах коллоидной химии. Позднее было установлено, что процесс адсорбции в большинстве случаев сопровождается вытеснением в интермицеллярную жидкость некоторого количества компенсирующих ионов, имеющих заряд, противоположный по знаку заряду частицы и совпадающий со знаком адсорбированных ионов электролита. Таким образом, процесс толковался как обменная адсорбция ионов, разыгрывающаяся в наружной обкладке двойного слоя коллоидных частиц. Из представления о постоянстве заряда частицы и об отсутствии заряжающих ионов в интермицеллярной жидкости с неизбежностью вытекало представление о своеобразии стехиометрии процесса обменной адсорбции в конечном состоянии количество адсорбированных ионов должно быть эквивалентно содержанию компенсирующих ионов в жидкости, окружающей частицы коллоида, т. е. в фильтрате, получаемом после коагуляции. В этом направлении был произведен ряд экспериментальных исследований, давших противоречивые результаты. [c.100]

Процесс замены в коллоидной системе одного адсорбированного электролита другим обычно рассматривается как процесс обменной адсорбции компенсирующих ионов в наружной обкладке двойного слоя. К этому именно процессу относились немногочисленные непосредственные измерения взаимного замещения ионов, давшие, как показано выше, противоречивые результаты. С точки зрения подчеркнутого нами процесса солеобразования эти результаты и не могли дать материала для суждения об эквивалентности или неэквивалентности обмена ионов в двойном слое, так как на этот процесс, разыгрывающийся в ряде случаев между сравнительно небольшим количеством ионов, налагается процесс образования солей различной растворимости, происходящий между относительно большими количествами веществ и часто совершенно затемняющий явления обмена в двойном слое. [c.105]

Теперь, разобравшись с механизмом алкилирования в условиях МФК, перейдем к рассмотрению механизма генерирования дигалокарбенов. Мы тщательно изучим все факты, относящиеся к генерированию дихлоркарбена, однако полученные выводы равным образом будут применимы ко всем карбенам, образующимся при межфазных реакциях. Проведение конкурентных реакций показало, что дихлоркарбен, генерируемый при МФК, идентичен дихлоркарбену, получаемому другими методами [2, 29], и не является карбеноидом. Кроме того, можно показать, что в условиях МФК карбен СХ может, обменивая галогены, превращаться в СХг и С 2. Надо добавить, что в отличие от всех других методов генерирования дигалокарбенов при МФК реакция проходит при комнатной температуре как необратимый быстрый одностадийный процесс. В то врем как смесь трег-бутилата калия с хлороформом реагирует при —20 °С независимо от присутствия или отсутствия субстрата, а Ь1СС1з распадается обратимо даже при такой низкой температуре, как —72 °С, реакционная смесь, используемая в МФК — хлороформ/конц. МаОН/катализатор, — в том случае, когда отсутствует реактант, взаимодействующий с карбеном, сохраняет свою способность давать СС12 даже при комнатной температуре в течение нескольких дней. Поскольку между хлороформом и концентрированным раствором ЫаОО/ОгО наблюдается очень, быстрый Н/О-обмен, который происходит и без всякого катализатора, то первой стадией должно быть депротонирование на границе раздела фаз. Предположительно при этом образуется двойной слой того же типа, что и обсуждавшийся выше [c.61]

В соответствии с теорией ДЛФО добавление эаектролнта в хяисперсную систему вызывает сжатие двойного электрического слоя у частиц, вследствие чего они могут подойти друг к другу на расстояния, на которых преобладают силы притяжения. Уменьшение толщины двойного слоя сопровождается обменом противоионов этого слоя на вызывающие коагуляцию ионы электролита, Сжатие двойного электрического слоя происходит как за счет уменьшения потенциала в результате специфической адсорбции нонов добавленного электролита на поверхности частиц, так и благодаря ограничению диффузии противоионов в раствор в связи увеличением ионной силы раствора. По преобладанию того нли иного механизма процесса коагуляции различают нейтрализаци-онную и концентрационную коагуляцию. Области преимущественного действия механизмов коагуляции можно оценить с помощью теории ДЛФО. [c.333]

Наконец, на обменной адсорбции основано также точное установление эквивалентной точки при титровании растворов в аналитической химии. Например, если раствор хлорида натрия титровать в присутствии флуоресцеина нитратом серебра, то пека в растворе имеется хотя бы небольшой избыток хлорида натрия, на поверхностн образующихся кристаллов Ag l будет возникать двойной электрический слой, состоящий из ионов h и ионов Na+. В результате этого, выделяющийся осадок будет-белым, а раствор имеет желто-зеленую окраску. Однако как только в растворе окажется небольшой избыток нитрата серебра, на поверхности кристаллов Ag l образуется уже двойной слой из ионов Ag"- к NO3. Так как окрашенный анион флуоресцеина обладает большой адсорбционной способностью, он вытеснит из двойного электрического слоя ион NO3 и в результате этого осадок окрасится в желто-зеленый цвет, раствор же станет бесцветным. Такое изменение окраски наступает весьма резко, что позволяет легко устанавливать эквивалентную точку при титровании. [c.151]

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]

Впервые такая точка зрения на коррозионные процессы была высказана и обоснована А. И. Шултиным. Он предлагает рассматривать растворение меташлов с выделением Нг как элек-трохимичеакий обмен, подобный замещению в растворе ионов меди железом, обоснование которого не усложняется представлением о локальных элементах. Шултин предложил следующий механизм растворения при соприкосновении металла с раствором часть ионов металла, составляющая его кристаллическую решетку, переходит в раствор, оставляя металлическую поверхность заряженной отрицательно возникающий двойной электрический алой, внешнюю обкладку которого в первый момент составляют перешедшие в раствор ионы металла, через некоторое время может прекратить дальнейшее растворение. Однако в результате кинетического взаимодействия раствора часть ионов металла может быть заменена в двойном слое другим и, присутствующими в растворе катионами. Если они имеют менее отрицательную природу, то неизбежно должны будут разрядиться и тем самым вызвать продолжение процесса растворения. Таким образом, роль постороннего включения может сводиться не к образованию элементов, а, к облегчению катодной реакции вследствие понижения на них. [c.412]

Добавим к раствору другой электролит с многовалентным катионом, например Fe U Ион Fe + внедрится в адсорбционную часть двойного слоя, которая получит благодаря этому заряд более значительный, чем заряд поверхности. Часть ионов Na" " будет вытеснена по законам обменной адсорбции (см. гл. III). В диффузную часть слоя войдут противоионы (ионы 1 из раствора Fe Ia), уравнивая избыток положительных зарядов. Поверхность стекла перезарядится положительными потенциалопределяющими ионами Fe + (рис. 40). [c.96]

Попытку согласовать адсорбционную и электростатическую теории коагуляции сделал Рабинович. По Рабиновичу, процесс коагуляции протекает в две стадии в первой происходит обменная адсорбция ионов во внешней обкладке двойного слоя вторая характеризует собственно коагуляцию. Поведение электролитов в этой стадии согласуется с правилом Шульце — Гарди. [c.117]

Практически полная замена всех содержащихся в воде катионов эквивалентным количеством катионов натрия фильтрованием воды через двойной слой катионита с обменными катионами натрия. Исходную воду фильтруют последовательно через Ма сп и Ма"сп> а регенерирующий раствор и отмывочную воду пропускают черезКа"си и Ыа сп Замена основного количества содержащихся в воде катионов (N3, NN4, М , Са и др.) эквивалентным количеством катионов водорода фильтрованием через слой катионита с обменными катионами водорода Нейтрализация основного количества щелочных ионов НСОз, содержащихся в воде, при попутном эквивалентном уменьщении в ней катионов кальция и магния фильтрованием через слой катионита с обменными катионами водорода Глубокая замена всех катионов, содержащихся в воде после первой ступени Н-катионирования или первой ступени анионирования, эквивалентным количеством катионов водорода фильтрованием воды через катионит с обменными катионами водорода [c.31]

Практически полная замена всех содержащихся в воде катионов эквивалентным количеством катионов водорода фильтрованием воды через двойной слой катионита с обменными катионами водорода. Исходную воду последовательно фильтруют через Н сп и Н"оп. а регенерирующий раствор и отмывочную Н-катионированную воду пропускают через Н"сп и Н п Замена основного количества анионов сильных минеральных кислот (NOs, Gl, SO4 и др.) эквивалентным количеством гидроксильных ионов (или ионов H Oj и СО3) фильтрованием Н-катионированной воды, представляющей собой смесь соответствующих минеральных кислот (HNO,, НС1, H2SO4 и др.), через слой анионита с обменными гидроксильными ионами (или ионами НСО и СО,) [c.32]

Рассмотрим отрицательно заряженную коллоидную частицу, например, золя AgJ (рис. 43), у которой компенсирующими ионами являются катионы К+. Добавляя к золю раствор NaNOs, можно вызвать между ионами Na+ и К+ обмен, который в основном определяется просто законом действующих масс, поскольку взаимодействие J- - ионов, образующих внутреннюю обкладку двойного слоя, с ионами К+ или Na+ приблизительно одинаково. В этом случае распределение в растворе ко шенсирующих ионов, т. е. теперь не только К+-ионов, но смеси К+- и Na+ -ионов, мало отличается от исходной структуры двойного слоя. Если же катионы добавленной соли (Си++, РЬ++ и др.) сильнее взаимодействуют с отрицательными зарядами на поверхности, чем ионы К+ (что люжет быть результатом более высокой валентности добавленных катионов или образования ими с J - ионами на поверхности частицы менее растворимого соединения), то обмен ионов и вытеснение некоторого количества К+ - ионов в раствор сопровождается переходом новых компенсирующих ионов Ме + из диффузной части в гельмгольцевскую часть двойного слоя, т. е. перестройкой структуры двойного слоя. Внешним [c.116]

Большое значение имеют также химические реакции коагулирующего электролита с теми электролитами, которые содержатся в дисперсионной среде лиофобного золя, ввиду того, что эти реакции смещают адсорбционное равновесие между коллоидными частицами и электролитами дисперсионной среды и нарушают условия обменной адсорбции (Каргин). Необходидю также учитывать возможность молекулярной адсорбции добавленного электролита (см. стр. 117). Однако, несмотря на сложное взаимодействие перечисленных факторов, осрювные изменения в структуре двойного слоя при коагуляции, как указывалось, направлены в сторону его сжатия. [c.138]

Известно, что величина электрокинетического потенциала ( ) в пастах и суспензиях глинистых минералов существенно зависит от рода обменных катионов. Поскольку величина определяется только диффузной частью дьойного слоя, а обменная адсорбция охватывает все ионы внешней обкладки, то прп определении очень важным является учет поверхностной проводимости. Последняя связана с участием в электрических процессах всех ионов двойного электрического слоя, т. е. связана с полным зарядом поверхности частиц и определяет ток подвижных избыточных ионов двойного слоя, свидетельствуя о диссоциации ионогенных групп сорбента при его контакте с дисперсионной средой. [c.69]

Как было показано на рис. 92, адсорбция додецилсульфата натрия на анионообмепной смоле дауэкс 1-Х1 превышает обменную емкость этой смолы. Эта особенность адсорбции позволяет заключить, что при более высоких равновесных концентрациях коллоидные электролиты могут адсорбироваться на смоле, образуя двойные слои, причем первый из них возникает по обменному механизму, а второй — в результате вандерваальсовой адсорбции. Однако адсорбция на ионообменных смолах соединений с алкильными цепями короче додецильного радикала ограничивается только первой стадией образования монослоя в результате обмена это следует из того, что изотермы адсорбции и изотермы обмена в этом случае совпадают [84]. [c.252]

Форести [17] пробовал согласовать структуру электрического двойного слоя платинированной платИны со скоростью гидрогенизации бензола в жидкой среде, например в 1,0 iV растворе НС1, 2h3N растворах КС1 с добавкой НС1. Исследована также зависимость скорости гидрсгенизации бензола от pH. Резко выраженный максимум скорости гидрогенизации при рН= 1,0— 2,0 наблюдался при переходе от щелочной к кислой среде. При обратном процессе скорость гидрогенизации значительно понижается в сильно кислой среде от добавления небольших количеств щелочи. Из того, что с увеличением pH не только увеличилось количество ионов, адсорбированных электростатически на электрическом двойном слое, но однс временно стимулировался обмен водородных ионов на катионы металла, можно сделать предположение о характере постепенного обратимого отравления. Предполагалось также, что двойной слой обладает в различных местах не одинаковыми диэлектрическими свойствами и что зоны больших диэлектрических величин соответствуют наиболее активным частям катализатора — водородного электрода из платинированной пла-, тины. Максимальная скорость реакции была найдена при нулевом заряде электрода, который совпадает с потенциалом, определенным Фрумкиным [20, 21]. [c.605]

С этой точки зрения можно сказать, что в настоящее время экспериментальные данные, позволяющие непосредственно судить об эквивалентности или неэквивалентности обменной адсорбции компенсирующих ионов в двойном слое, совершенно недостаточны. Действительно, из приведенных примеров в случае золей сернистого мышьяка, золота, трехокиси вольфрама, пятиокиси ванадия и двуокиси титана, а также, вероятно, мастики процесс ионного обмена осложнен образованием малорастворимых солей в интермицеллярной жидкости. В случае адсорбции красителей коллоидной кремнекислотой мы, вероятно, имели дело с адсорбцией не ионов, а молеку.ч. Наконец, в случае окиси железа ничего определенного сказать нельзя, так как количества адсорбированных и вытесненных анионов не сравнивались при достаточно высоких концентрациях прибавленного электролита. Однако, как было указано, в случае коагуляции электролитами положительных коллоидов мы имеем косвенные указания на то, что процесс обменной адсорбции должен толковаться с более широкой точки зрения, не требующей соблюдения эквивалентности замещающихся компенсирующих ионов. Непосредственные указания на несоблюдение эквивалентности получены в нашей лаборатории при коагуляции щелочных золей кремнекислоты солями бария. Значительная адсорбция ионов Ва (— 10 N) сопровождается вытеснением очень малых количеств Н -ионов (— 10 Л ), причем концентрация Ка-ионов остается практически неизменной. [c.105]