Потенциал поверхностный электростатический

Строение двойного электрического слоя в условиях специфической адсорбции. Адсорбция — концентрирование вещества из объема фаз на поверхности раздела между ними — может быть вызвана как электростатическими силами, так и силами межмолекулярного взаимодействия и химическими. Адсорбцию, вызванную силами неэлектростатического происхождения, принято называть специфической. Вещества, способные адсорбироваться на границе раздела фаз, называются поверхностно-активными (ПАВ). К ним относятся большинство анионов, некоторые катионы и многие молекулярные соединения. Специфическая адсорбция ПАВ, содержащегося в электролите, влияет на структуру двойного слоя и величину ф1 потенциала (рис. 172). Кривая 1 на рис. 172 соответствует распределению потенциала в двойном электрическом слое в отсутствие ПАВ в растворе. Если раствор содержит вещества, дающие при диссоциации поверхностно-активные катионы, то за счет специфической адсорбции поверхностью металла катионы будут входить в плотную часть двойного слоя, увеличивая ее положительный заряд (кривая 2). В условиях, способствующих усилению адсорбции (например, увеличение концентрации адсорбата), в плотной части может оказаться избыточное количество положительных зарядов по сравнению с отрицательным зарядом металла (кривая 3). По кривым распределения по- [c.474]

X — поверхностный потенциал гр — электростатический потенциал [c.8]

Реальная энергия сольватации (—Ар) отличается от химической энергии сольватации —Ах), обусловленной химическим и электростатическим взаимодействием ионов с растворителем, на величину электрической работы 2 х. вызванной прохождением иона через поверхностный слой растворитель—вакуум, в котором локализован скачок потенциала X- Этот скачок потенциала на поверхности раздела растворитель — газовая фаза / [c.171]

Десорбция воды увеличивает концентрацию поверхностных центров рекомбинации в германии. Это было показано в экспериментах по прогреву в вакууме образцов Се [1—4]. После прогрева образца при температуре 500° К максимальная скорость поверхностной рекомбинации ( тах) увеличивается в 10—15 раз по сравнению с начальной, при этом форма кривой (Ув), где У — поверхностный электростатический потенциал, не меняется. Это свидетельствует об увеличении в 10—15 раз концентрации поверхностных рекомбинационных центров той же природы. [c.69]

Рис. 1. Зависимость скорости поверхностной рекомбинации в относительных единицах от поверхностного электростатического потенциала

Рис. 2. Зависимость скорости поверхностной рекомбинации от поверхностного электростатического потенциала, измеренная при температуре 300° К в вакууме 1-10"в Jиж рт. ст. Цифры на кривых соответствуют температурам прогревов образцов, предшествующих измерениям (в градусах Кельвина)

Существование двойного электрического слоя (ДЭС) ионов и скачка потенциала на границе раздела двух фаз играет важную, а иногда — основную роль не только в адсорбции понов и ионном обмене, но и во многих других явлениях, важных для теории и практики. К ним относятся электродные процессы, электрокапил-лярные и электрокинетические явления, процессы переноса вещества и энергии через коллоидные системы, поляризационные явления, происходящие при этом, и наконец, явления, связанные с электростатическим взаимодействием коллоидных частиц, определяющим в значительной степени устойчивость дисперсной системы. Все эти феномены, к знакомству с которыми мы переходим, оказываются взаимосвязанными посредством ДЭС. Для выражения этой связи мы вводим термин, появившийся последнее время в литературе, — э л е к т р о п о в е р х н о с т н ы е явления. Этим общим термином мы обозначаем все следствия, имеющие своей причиной существование ДЭС на поверхности раздела фаз. Круг их настолько обширен, что часть из них, непосредственно не связанная с дисперсными системами, рассматривается в электрохимии, в физике твердого тела, в геофизике и других дисциплинах. Однако несомненно, что обобщенное изучение всех следствий существования ДЭС должно составить предмет физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. [c.192]

Рис. 4. Последовательные изменения характера зависимости скорости поверхностной рекомбинации от поверхностного электростатического потенциала при уменьшении степени влажности и давления окружаюш ей атмосферы. Температура измерений 300° К I — атмосферное давление 2 — атмосферное давление, в ловушку залит жидкий азот

Измеряя с помощью различных методов поверхностный потенциал, удается определить плотность поверхностных зарядов в мембранах. Учет поверхностного потенциала и электростатических взаимодействий ионов с фиксированными зарядами позволил, например, объяснить влияние солей на интенсивность флуоресценции хлорофилла (см. 3, 4 гл. ХХУП), взаимодействие заряженных красителей и редокс-медиаторов с фотосинтетической мембраной. [c.91]

Электростатическая теория устойчивости дисперсных систем приложима к тем системам, устойчивость которых обеспечивается только электростатическим фактором. В реальных же дисперсных системах наблюдается в лучшем случае преобладание того или иного фактора устойчивости. Однако электростатический фактор устойчивости характерен для наиболее распространенных систем с водными средами, создающими условия для диссоциации. Механизм образования электростатического барьера связан с механизмом образования двойного электрического слоя поверхностная диссоциация вещества частиц, адсорбция электролитов, в том числе ионогенных ПАВ и ВМС, и ориентирование диполей молекул растворителя илн растворенных веществ. Так как электростатический барьер определяется, главным образом, электрическим потенциалом и толщиной двойного электрического слоя (VI. 103), то, очевидно, он будет возрастать с увеличением поверхностной диссоциации, количества адсорбируемых потенциалопределяющих ионов и прочности их закрепления, а также с уменьшением взаимодействия противоионов с поверхностью (увеличение толщины двойного слоя). При наличии на поверхности функциональных групп, обладающих слабыми кислотно-основными свойствами, значение потенциала и соответственно потенциального барьера зависит от pH среды. Электролит-стабилизатор должен иметь одии иои с достаточным сродством к веществу частицы (заряжение поверхности), другой—к растворителю (для обеспечения диссоциации электролита-стабилизатора и достаточной толщины двойного слоя). [c.332]

Дальнейшее развитие модельных представлений связывается с выбором схемы электростатической коррекции концентрации компонента вблизи поверхности минерала — в объеме диффузионного слоя. В простейшем варианте такой коррекции считается, что все компоненты подвержены воздействию одного и того же поверхностного электростатического потенциала так что [c.247]

Поверхностная активность щелочных металлов по отношению к ртути и ее рост с увеличением ионного радиуса были объяснены В. К. Семенченко влиянием электростатического потенциала кулоновских сил г г, зависящего от заряда е и радиуса г ионов растворителя (ртути), и растворенных в нем ионов [c.473]

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]

Уравнения (4.10), (4.13) и (4.14) представляют наиболее полную систему уравнений электростатического поля в диэлектрических средах. При этом должно удовлетворяться условие о том, что напряженность поля в бесконечности равна нулю, т. е. все заряды находятся в конечной области пространства. Справедливо также и обратное. Если заданы значения диэлектрической проницаемости, напряженность поля или потенциал в каждой точке пространства, то можно однозначно найти распределения объемных и поверхностных зарядов. [c.136]

Независимо от причин образования ДЭС под действием сил электростатического притяжения образуются по крайней мере два слоя ионов, один из которых расположен на поверхности, другой — в растворе на определенном расстоянии. Потенциал в ДЭС, как и в плоском конденсаторе, будет падать круто по прямой, а поверхностный заряд р можно определить по формуле [c.53]

Связь между изменением поверхностного натяжения и изменением заряда межфазной границы может быть получена термодинамическим путем. С этой целью удобно характеризовать заряженный компонент (например, ионы, которые адсорбируются на межфазной поверхности) его электрохимическим потенциалом [х. Если ограничиться случаем, когда этот компонент находится только на межфазной границе, то произведение цйп (п — количество заряженного компонента в молях или грамм-ионах) будет равно электростатической работе заряжания единицы площади поверхности при адсорбции на ней йп молей заряженного компонента, несущих электрический заряд ск/. Эту электрическую работу можно, очевидно, представить как где ф — электрический потенциал поверхности, так что [c.99]

Устойчивость эмульсий типа в/м, стабилизованных мылами с поливалентным катионом, ранее объяснялась главным образом ка- личием на поверхности капелек эмульсии структурно-механического барьера. Объяснение же устойчивости эмульсий типа в/м существованием на межфазной поверхности двойного электрического слоя на первый взгляд кажется невозможным вследствие малой диэлектрической проницаемости дисперсионной среды. Однако, как уже указывалось (гл. IX, разд. II), в последние годы было показано, что даже в неполярных средах может происходить некоторая диссоциация молекул эмульгатора. Соли поливалентных металлов и органических кислот в углеводородных средах обычно имеют константы диссоциации порядка 10 . Следовательно, если, на- пример, концентрация такой соли в бензоле равна 10 ммоль/л, то концентрация ионов в растворе будет иметь значение порядка 10 ° н. При таких условиях двойной электрический слой будет, конечно, очень диффузным расчеты показывают, что его толщина должна составлять несколько микрометров. Отсюда емкость двойного слоя в неполярной жидкости должна быть весьма невелика и нужен очень небольшой заряд для того, чтобы обусловить значительный поверхностный потенциал. Таким образом, электростатические силы отталкивания могут играть существенную роль и в устойчивости обратных эмульсий, особенно не очень концентрированных. [c.374]

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]

При введении поверхностно-активных веществ молекулярного типа вблизи потенциала незаряженной поверхности молекулы, обладающие специфической адсорбцией, внедряются в двойной электрический слой, увеличивая его толщину и снижая емкость. При потенциалах, достаточно удаленных от как в положительную, так и в отрицательную сторону, электростатические (кулоновские) силы превосходят силы адсорбции, поэтому молекулы поверхностно-активных веществ вытесняются с поверхности электрода и замещаются слоем ионов. В результате на кривой появляются максимумы емкости, по которым можно судить об области адсорбции поверхностно-активных веществ (потенциалы десорбции). [c.104]

Ионы связываются в поверхностном слое мицеллы за счет электростатического взаимодействия с заряженными группами ПАВ. Коэффициент распределения зависит от электростатического потенциала мицеллы и равен примерно 10—100 для ионов с единичным зарядом, противоположным по знаку заряду мицеллы [98]. Естественно, ионы, одноименно заряженные с мицеллой, ею отталкиваются. [c.116]

Физический смысл составляющих электрохимического потенциала можно пояснить следующим образом. Пусть фаза а имеет вид сферы (рис. б, а). Предположим, что с этой сферы можно снять верхний слой, который будет содержать как поверхностные диполи, так и свободный электростатический заряд фазы а. По теореме Остроградско- [c.21]

Физический смысл составляющих электрохимического потенциала можно пояснить следующим образом. Пусть фаза а имеет вид сферы (рис. 4). Предположим, что с этой сферы можно снять верхний слой, который будет содержать как поверхностные диполи, так и свободный электростатический заряд фазы а. По теореме Остроградского — Гаусса внешнее поле, создаваемое свободными зарядами в этом сферическом слое, будет таким же, как и поле равномерно заряженного шарика. Следовательно, электростатическая составляющая электрохимического потенциала будет представлять собой работу внесения реальной частицы I внутрь полученной гипотетической оболочки (рис. 4, б). С другой стороны, работа внесения этой же частицы внутрь оставшейся незаряженной сферы, лишенной также пространственно разделенных зарядов на поверхности, будет равна химическому по- [c.22]

Чтобы разделить эту работу на химическую и электростатическую составляющие, предположим, что с фазы а можно мысленно снять заряженный поверхностный слой, содержащий, кроме того, поверхностный потенциал х - Для растворов величина х обусловлена определенной ориентацией находящихся на поверхности диполей растворителя, а на границе металл — вакуум поверхностный потенциал возникает из-за того, что электронный газ частично смещается относительно [c.112]

Обе эти характеристики связаны с высотой и формой потенциального барьера, существующего на границе раздела кристалл—окисная пленка. Действительно, скачок электростатического потенциала в слое пространственного заряда является высотой потенциального барьера, расположенного в этом слое, а скорость электронного обмена между объемом кристалла и поверхностным окислом определяется высотой потенциальных барьеров, расположенных в слое пространственного заряда и непосредственно на границе раздела. В 31 мы видели, что скорость электронного обмена (ток обмена) с различными ионами водного раствора неодинакова и зависит от их положения в ряду напряжений. Такое же утверждение справедливо и для адсорбированных в окисной пленке частиц, скорость электронного обмена с которыми должна зависеть от их химической природы и степени взаимодействия с окислом. Поэтому обычно говорят, что н а поверхности полупроводникового кристалла присутствуют быстрые и медленные состояния. При этом под быстрыми состояниями подразумеваются те энергетические уровни в окисной пленке, [c.206]

Уравнение (5) предполагает, что движущей силой процесса является разность между равновесной и текущей концентрациями. Оно выведено одним из нас [6] в предположении, что движущими силами являются градиент химического потенциала и электростатический градиент. В величину К входит суммарный коэффициент диффузии 55с1, вг и толщина поверхностного слоя б [c.328]

Поверхностный потенциал. В точке, находящейся вне фазы на достаточно малом удалении от поверхности (порядка 10 м), электростатический потенциал Ф отличается от внутреннего потенциала g на величину %, т. е. y. Ф—g Потенциал Ф называют внешним потенциалом, а разность внешних потенциалов двух фаз представляет собой контактную разность потенциалов КРП=Ф — —ф(2). Адсорбция диполей или ионов, не влияющая на внутренний потенциал, может вызвать изменение потенциала % или внешнего потенциала Ф. Такое изменение потенциала принято называть поверхностным потенциалом. Величина поверхностного потенциала зависит от вертикальной составляк щей дипольного момента адсорбированных молекул М и их поверхностной концентраций у [c.83]

Эксперименты вьшолнены на образцах германия р-тина с удельным сопротивлением 28—30 ом см ж объемным временем жизни 500—700 мксек. Образцы травились в Н2О2 с добавкой аОН, промывались деионизированной водой (уд. сопр. 6—7 Мом) и сушились спиртом и эфиром. После выдержки в атмосфере в течение нескольких часов для стабилизации поверхности образцы ставились в держатель, помещались в рабочую колбу и откачивались примерно до 10 мм рт. ст. В этих условиях снимались кривые скорости поверхностной рекомбинации и заряда, захваченного быстрыми поверхностными состояниями от поверхностного электростатического потенциала ( (У ) и Q 55 Ys)). [c.71]

С увеличением концентрации ионов брома увеличивается потенциал двойного электростатического слоя на поверхности микрокристаллов, что затрудняет доступ реакционноспособных молекул к поверхностным ионам серебра и тормозит тем самым процесс центрообразования. [c.183]

Ионно-электростатическая компонента расклинивающего давления, согласно [42, 45], зависит, главным образом, от потенциалов поверхностей, ограничивающих пленку. Поскольку изученные нами ПАВ являлись неионогенными и при их добавлении ионная сила дисперсионных сред оставалась постоянной, а концентрации ионов в отсутствие Na l при pH = 6- 7 были достаточно низки, в первом приближении можно полагать равенство электрокинетических и штерновских потенциалов. Следовательно, обнаруживаемое в опыте повышение -потенциала при увеличении содержания ПАВ в интервале от 1-10 до 1-10 —1-10 моль/дм (рис. 12.5) обусловлено вытеснением из слоя Штерна сильно гидратированных ионов водорода. По мере заполнения адсорбционного слоя ПАВ, возможно, происходит уменьшение поверхностной концентрации гидроксил-ионов, что вызывает снижение -потенциала при концентрации ПАВ 10 —10 3 моль/дм [c.210]

Это уравиенне после двойного интегрирования позволяет получить соотношение, выражающее закон изменения поверхностного потенциала от расстояния в диффузной части двойного электрического слоя и от свойств раствора. Чтобы в полной мере представлять возможности соотнонюння (П. 87), лехсащего в основе теории двойного электрического слоя, необходимо напомнить основные допущения и предположения, сделанные Гун и Чепменом при его выводе двойной электрический слой является плоским, диэлектрическая проницаемость не зависит от расстояния х, ноны представляют собой точечные заряды (т. е. не имеют объема), при переводе противоионов из объема раствора в двойной электрический слой совершается работа только против электростатических сил. [c.56]

Штерн попытался учесть влияние специфической адсорбции на электрический потенциал, обусловленной действием ковалентных сил дополнительно к электростатическим силам. Так как радиус действия сил такой адсорбции соизмерим с размером ионов, это дает основание учитывать их только для иоиов, входящих в плотный слой Гельмгольца. Как видно из рис. И. 13, плотность поверхностного заряда противоионов можно разделить на две части плотность заряда обусловленного монопонным слоем, представляющим собой слой Гельмгольца, и плотность заряда диффузного слоя Гуи. Общая поверхностная плотность заряда двойного электрического слоя равна сумме поверхностиых плотностей зарядов плотного и диффузного слоев [c.60]

Электростатический фактор заключается в уменьщении межфазиоро натяжения вследствие возникновения двойного электрического слоя иа поверхности частиц в соответствии с уравнени" ем Липпмана. Появление электрического потенциала на межфазной поверхности обусловливается поверхностной электролитической диссоциацией или адсорбцией электролитов. Основы электростатической теории устойчивости лиофобных систем излагаются в разделе VI. Б. [c.275]

Широкоизвестное поверхностно-активное вещество додецилсульфат натрия Hз( H2)пSOaNa (ДСН) образует сферы, содержащие от 50 до 100 молекул. Потенциал между мицеллой и раствором составляет 50—100 мВ, и важнейшими факторами, обеспечивающими стабильность мицелл, оказываются силы электростатических и гидрофобных взаимодействий.. ДСН часто используют для денатурации белков, у которых аналогичные электростатические и гидрофобные взаимодействия участвуют в формировании третичной структуры. [c.285]

Наряду с адсорбцией ионов, вызываемой электростатическими силами, может иметь место специфическая для каждого сорта частиц адсорбция, вызываемая силами Ван дер Ваальса или химическими силами. Проявление последних приводит к адсорбции ионов на одноименно заряженной поверхности, а также к адсорбции органических веществ молекулярного типа. При этом влияние анионов может наблюдаться не только на восходящей ветви электрокапиллярной кривой (электростатические силы), но и на нисходящей (химические силы). Аналогичный эффект оказывают катионы. Соответственно максимум электрокапиллярной кривой смещается в электроотрицательную (действие анионов) или электроположительную (действие катионов) сторону. Так как работа адсорбции положительна (процесс совершается самопроизвольно), поверхностная энергия адсорбента уменьшается, т. е. уменьшается а. В присутствии поверхностноактивных веществ молекулярного типа смещение максимума не наблюдается, но величина о заметно снижается. Смещение потенциала электрода в положительную или отрицательную сторону до значений, при которых электростатические силы начинают преобладать над силами специфической адсорбции, приводит к прекращению действия поверхностно-активных веществ, вследствие их вытеснения из двойного электрического слоя, и электрокапиллярная кривая сливается с кривой, полученной в отсутствие поверхностно-активных веществ. Соответствующие потенциалы называются положительным и отрицательным потенциалами десорбции (е .с и бдес) и ограничивают область потенциалов, внутри которой происходит адсорбция поверхностно-активных веществ (от бдес до бдес). [c.100]

Если же потенциал сдвигается в сторону, совпадающую со знаком заряда специфически адсорбированных ионов, то рост заряда поверхности электрода приводит в конце концов к преобладанию сил электростатического отталкивания над силами специфической адсорбции и происходит десорбция специфически адсорбированных ионов. Поэтому электрокапиллярные кривые, снятые при одной и той же концентрации для двух электролитов, один из которых поверхностнонеактивен, а другой содержит специфически адсорбирующийся анион, сливаются при достаточно отрицательных зарядах поверхности. При тех потенциалах, где происходит десорбция поверхностно-активных ионов с поверхности электрода, сдвиг ветвей электрокапиллярной [c.151]

Строение двойного электрического слоя. Основываясь на экспериментальных данных, полученных Квинке при изучении электрокинетических явлений, Г. Гельмгольц предложил первую модель двойного электрического слоя. Согласно воззрениям Гельмгольца, в дальнейшем развитым М. Смолуховским и Ж. Перреном, двойной электрический слой рассматривается как заряженный плоский конденсатор. На поверхности находится слой ионов, называемых потенциалобразующими, а на некотором расстоянии от нее в жидкой фазе находятся, удерживаемые силой электростатического притяжения, ионы противоположного знака, называемые противоионами. Модель Квинке — Гельмгольца предполагает, что расстояние между плотным слоем противоионов и слоем потенциалопределяющих ионов повсюду одинаково. По условию электронейтральности удельные поверхностные заряды (поверхностные плотности зарядов) обенх составляюш,их частей двойного электрического слоя должны быть равны по абсолютной величине д+=д . Скачок потенциала для модели Квинке — Гельмгольца рассчитывается по известной формуле для плоского конденсатора 9=СД >1, в которой С—емкость плоского конденсатора на единицу площади, причем С = еео- - (еео — [c.87]

Представления Нернста оказываются верными только в том случае, если предположить, что потенциал на границе металл — металл ф2 равен нулю. Однако нет видимых доказательств того, что этот потенциал в действительности равен нулю. Он был бы равен нулю только в том случае, если бы сумма работ выхода электронов из металла в вакуум была бы равна сумме работ переноса электронов через поверхностный скачок потенциала. Но, как известно из теории металического состояния, работа выхода электронов из металла обусловлена в значительной части химическими силами, а не только электростатическими. [c.382]

Механизм блокирующего действия адсорбционных поверхностных слоев, составленных из органических соединений, объясняют по-разному. Так, А. Г, Стромберг считает, что действие это-определяется изменением 1 ]1-потенциала, вызванным зарядами ионов или диполями адсорбирующихся молекул. По М. А. Лошкареву, основное значение имеет заполнение поверхности адсорбированными частицами. Снижение предельного тока объясняется не диффузионными ограничениями, но чисто активационным торможением катодной реакции. А. Н. Ф румкин считает,, что действие адсорбированных слоев при высоком заполнении поверхности не может быть сведено к изменению тргпотенциала. Он полагает неправильным также совершенно не учитывать электростатические факторы в случае слоев со значительным [c.350]

Внутренний (гальвани-потенциал) ф( > фазы i измеряется работой, которую необходимо затратить, чтобы перенести единичный положительный заряд во (пробный заряд) из бесконечно удаленной точки в вакууме внутрь фазы t в уйловиях, когда исключено какое-либо взаимодействие, кроме электростатического, и положение других зарядов и меняется (рис. VII. 12). Работа перемещения пробного заряда в точку А, лежащую вблизи фазы t, р вш внешнему, или вольта-потенциалу фазы Л Точка А расположена от поверхности фазы на таком расстоянии, при котором пробный заряд не индуцирует в поверхностном слое фазы зеркальный заряд. [c.423]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология