Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Гельмгольца Гуи теория двойного электрического слоя

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


    На границах раздела двух фаз различного химического состава, как правило, происходит перераспределение электрического заряда, связанное с переходом заряженных частиц (ионов, электронов) из одной фазы в другую. Это приводит к образованию заряда на поверхности одной фазы и равного, но противоположного по знаку заряда в другой фазе. Таким образом, на границе раздела фаз возникает двойной электрический слой. Теория двойных электрических слоев была впервые разработана Гельмгольцем [53] значительный вклад в эту теорию внесли Перрен [54], Гюи [55], Дебай и Хюккель [56]. [c.16]

    Теории двойного электрического слоя. Впервые представление о двойном слое было введено в науку Кольраушем (1872). Простейшая количественная теория двойного электрического слоя, которую называют теорией плоского конденсатора конденсированного двойного слоя, была развита Г. Гельмгольцем (1879) и Р. А. Колли. В этой теории двойной электрический слой представляет собой конденсатор из двух обкладок, удаленных друг от друга на расстояние I. Одна обкладка совпадает с [c.417]

    Двойной слой на границе раствор —металл создается электрическими зарядами, находящимися на металле, и ионами противоположного знака противоионами), ориентированными у поверхности электрода. В формировании ионной обкладки двойного слоя принимают участие как электростатические силы, под влиянием которых противоионы подходят к поверхности электрода, так и силы теплового (молекулярного) движения, в результате действия которых двойной слой приобретает размытое, диффузное строение. Кроме того, в создании двойного электрического слоя на границе металл —раствор существенную роль играет эффект специфической адсорбции поверхностно-активных ионов и молекул, которые могут содержаться в электролите. Теория двойного электрического слоя сложилась на основе работ Гельмгольца, Штерна, А. И. Фрумкина и др. [c.473]

    Теорию двойного электрического слоя иногда называют теорией плоского конденсатора и часто ошибочно связывают с именем Гельмгольца. [c.201]

    В случае отсутствия специфической адсорбции катионов развитая Грэмом теория двойного электрического слоя с учетом дискретного распределения специфически адсорбированных анионов позволяет рассчитать ионные компоненты двойного слоя, а также потенциалы внешней и внутренней плоскостей Гельмгольца. [c.234]


    Рассмотрим кратко существующие теории двойного электрического слоя (ДЭС). Согласно простейшей и исторически первой теории строения ДЭС, предложенной Гельмгольцем, указанный слой состоит из двух плоских слоев зарядов, расположенных на молекулярном расстоянии один от другого и взаимодействующих между собой только за счет электростатических сил (аналогично взаимодействию в плоском конденсаторе). Падение потенциала между слоями происходит линейно (рис. 6.2, а). [c.139]

    Многие коллоидно-химические процессы, протекающие на границе раздела фаз, обусловлены наличием двойного электрического слоя (рис. 38). Современная теории двойного электрического слоя, объединяющая ранее предложенные схемы Гельмгольца — Перрена и Гуи — Чепмена, предусматривает, что ионы имеют вполне определенные размеры, в силу чего центры ионов не могут находиться на поверхности твердой фазы ближе, чем на расстоянии ионного радиуса. Наряду с этим теория учитывает неэлектрическое взаимодействие ионов с поверхностью твердой фазы, связанное с наличием на некотором малом расстоянии от поверхности поля молекулярных (адсорбционных) сил. [c.148]

    Поскольку жидкость в первоначальном состоянии была электрически совершенно нейтральной, в ней должны присутствовать два типа ионов, несущих заряды с противоположными знаками. Эти ионы обладают неодинаковым сродством к стенкам трубы или к другому материалу, находящемуся в контакте с углеводородной жидкостью. В связи с этим можно предполагать, что избыток ионов с одним знаком образует слой, покрывающий поверхность раздела, в то время как ионы противоположной полярности образуют второй подвижный слой в жидкости, в непосредственной близости к первому слою. Такая концепция образования двух слоев ионов с противоположными знаками у поверхности раздела жидкостей известна под названием теории двойного электрического слоя , выдвинутой Гельмгольцем в 1879 г. [c.277]

    Первую количественную теорию строения двойного электрического слоя на границе металл — раствор связывают обычно с именем Гельмгольца. По Гельмгольцу (1879), двойной электрический слой можно уподобить плоскому конденсатору, одна из обкладок которого совпадает с плоскостью, проходящей через поверхностные заряды в металле, другая — с плоскостью, соединяющей центры [c.267]

    Дальнейшие наиболее крупные этапы развития электрохимии следующие. В 1833—1834 гг. Фарадей открыл законы электролиза. В 1879 г. Гельмгольц создал первую теорию двойного электрического слоя на границе металл — электролит. В 1889 г. Нернст предложил теорию возникновения напряжения в электрохимических системах, позволившую получить количественные выражения для [c.11]

    Теория Гуи оправдывается лучше всего там, где теория Гельмгольца оказывается неприложимой, и наоборот, последняя дает лучшую сходимость с опытом в тех случаях, когда первая дает неверные результаты. Отсюда вытекает, что строение двойного электрического слоя должно представлять собой некоторое сочетание моделей, предложенных Гельмгольцем и Гуи. Такое предположение было сделано Штерном (1924) в его адсорбционной теории двойного электрического слоя. Штерн полагал, что определенная часть ионов удерживается вблизи поверхности раздела металл — электролит, образуя гельмгольцевскую обкладку двойного слоя с толщиной, отвечающей среднему радиусу ионов электролита . Остальные ионы, входящие в состав двойного слоя, распределяются диффузно с постепенно убывающей плотностью заряда. Для диффузной части двойного слоя Штерн, так же как и Гуи, пренебрег [c.272]

    Теория Гельмгольца о двойном электрическом слое на Ю верх-ности частицы находится в тесной связи с адсорбционными явлениями, однако в настоящее время структура двойного слоя рассматривается совершенно иначе. [c.206]

    Существенным недостатком изложенной теории двойного электрического слоя, предложенной Гельмгольцем, является то, что эта теория не проводит различия в распределении зарядов во внутренней и внешней обкладках двойного слоя, тогда как [c.125]

    Существенным недостатком изложенной теории двойного электрического слоя, предложенной Гельмгольцем, является то, что эта теория не проводит различия в распределении зарядов во внутренней и внешней обкладках двойного слоя, тогда как в действительности такое различие имеется. Заряды внутренней обкладки прочно зафиксированы на поверхности ядра частицы [c.150]

    Теория двойного электрического слоя начала развиваться значительно раньше современного направления электрохимической кинетики и к моменту возникновения последнего достигла уже известного совершенства благодаря работам Г. Гельмгольца, Ж- Гун, Д. Чапмена и О. Штерна. А. Н. Фрумкин развил термодинамическую теорию [c.12]

    Первоначальная теория двойного электрического слоя принадлежит Гельмгольцу, который представлял двойной электрический слой в виде конденсатора, одна из обкладок которого образована зарядами, расположенными непосредственно на поверхности жидкого металла, а другая состоит из ионов, заряды которых имеют знак, противоположный знаку заряда поверхности жидкого металла. Эти ионы, подошедшие из глубины электролита, располагаются вплотную к поверхности металла, и при условии, что заряд иона сосредоточен в его центре, расстояние между двумя обкладками конденсатора составит величину, равную радиусу иона. Чем выше температура, тем более плотным становится диффузионный слой и тем больше его толщина. [c.236]


    Теория Штерна. В 1924 г. Штерн предложил схему строения двойного электрического слоя, в которой он объединил схемы Гельмгольца — Перрена и Гуи — Чэпмена. Разрабатывая теорию двойного электрического слоя, Штерн исходил из двух предпосылок. Во-первых, он принял, что ионы имеют конечные, вполне определенные размеры и. следовательно, центры ионов не могут находиться к поверхности твердой фазы ближе, чем на расстоянии ионного радиуса. Вд-втррых, Штерн учел специфическое, не электрическое взаимодействие ионов с поверхностью твердой фазы. Это взаимодействие обусловлено наличием на некотором малом расстоянии от поверхности поля молекулярных (адсорбционных) сил. Как будет показано при обсуждении причин устойчивости и коагуляции коллоидных систем, молекулярные силы, действующие между телами, состоящими из множества молекул, вследствие своей аддитивности являются относительно дальнодействующими. [c.184]

    Согласно теории Гельмгольца — Перрена двойной электрический слой на границе раздела твердой фазы и жидкости представляет собой плоский конденсатор. Одна обкладка связана с твердой фазой, а другая расположена в жидкости. Толщина двойного слоя составляет величину порядка диаметра иона (—0,1 нм). Она на границе твердая фаза — электролит тем больше, чем меньше концентрация и валентность ионов и чем выше температура [52, с. 30]. [c.16]

    Помимо потенциалопределяющих ионов у поверхности твердой фазы в растворе удерживается эквивалентное количество противоположно заряженных ионов. Первоначальное представление о двойном электрическом слое в виде слоя Гельмгольца молекулярной толщины уступило представлению Гун о диффузном характере двойного слоя большей толщины. В настоящее время наиболее достоверна теория двойного электрического слоя, предложенная Штерном. Структура двойного слоя, по Штерну, имеет смешанный характер и состоит из слоя Гельмгольца у самой твердой поверхности и диффузного слоя Гуи в растворе. [c.135]

    Дальнейшее развитие теории двойного электрического слоя было дано в работах Фрумкина и его школы, Бокриса, Деванатхана, Есина, Мюллера, Парсонса, Эршлера и др. Наибольшее признание и распространение получила модель двойного электрического слоя, предложенная Грэмом (1947). Согласно Грэму, обкладка двойного электрического слоя, находящаяся в растворе, состоит не из двух, как предполагал Штерн, а из трех частей. Первая, считая от поверхности металла, называется внутренней плоскостью Гельмгольца, в ней находятся лишь поверхностно-активные ноны либо если их нет в растворе, молекулы растворителя-. В первом случае заряд плоскости равен <71, во втором — нулю ( 71 = 0), потенциал ее, отнесенный к раствору, обозначается ч( рез г 5). Следующая, удаленная от поверхности металла на расстояние, до которого могут подходить ионы (центры их заряда) в процессе теплового движения, называется внешней плоскостью Гельмгольца ее общий заряд, отнесенный к единице поверхности, равен /2, а потенциал плоскости -фг- [c.271]

    Теория Гуи — Чэпмена. Значительным шагом вперед явилась теория двойного электрического слоя с диффузным слоем противоионов, предложенная независимо друг от друга Гуи (1910 г.) и Чэпменом (1913 г.). Эта теория в значительной мере устранила недостатки теории Гельмгольца — Перрена. По теории Гуи —Чэпмена противоионы не могут быть сосредоточены только у межфазной поверхности и образовывать моноионный слой, а рассеяны в жидкой фазе на некотором расстоянии от границы раздела. Такая структура двойного слоя определяется, с одной стороны, электрическим полем у твердой фазы, стремящимся притянуть эквивалентное количество противоположно заряженных ионов возможно ближе к стенке, а с другой стороны, тепловым движением ионов, [c.176]

    Развитие электрохимической кинетики стало возможным в значительной мере в результате успехов, достигнутых в познании строения границы раздела электрод — раствор. Теория двойного электрического слоя начала развиваться значительно раньше современного направления электрохимической кинетики и к моменту возникновения последнего достигла уже известного совершенства благодаря работам Г. Гельмгольца, Ж- Гуи, Д. Чапмена и О. Штерна. Фрумкин развил термодинамическую теорию поверхностных явлений на границе раздела фаз и теорию двойного слоя при адсорбции органических соединений (1919—1926) и ввел в электрохимию понятие о потенциале нулевого заряда двойного слоя, который является фундаментальной характеристикой металла (1928). В 1933 г. Фрумкин показал, что учет строения двойного слоя необходим для понимания кинетики электродных процессов, так как поле двойного слоя влияет на концентрацию реагирующего вещества у поверхности электрода и на энергию активации процесса. Так была установлена количественная взаимосвязь между двумя главными направлениями современной электрохимии и начался современный этап развития кинетики электродных процессов. [c.11]

    Поскольку далее предполагается, что в пространстве между поверхностью металла и внутренней плоскостью Гельмгольца, а также между двумя плоскостями Гельмгольца нет зарядов, то падение потенциала здесь линейное и двойной электрический слой имеет строение, показанное на рис. 43. На рисунке видно, что потенциал нулевого заряда определяется величиной г[)% а не = как это вытекало из теории Штерна. Поскольку [г1 ]>[ ф°], то и сдвиг точки нулевого заряда при переходе от одного аниона к другому в этом случае будет больше. Теория двойного электрического слоя Грэма, позволяющая учитывать влияние заряда электрода на величину специфической адсорбции, была рассмотрена Деванатха-ном, который представлял двойной слой эквивалентным последовательному соединению трех конденсаторов, слагаемых из 1) электростатической емкости пространства между металлом и внутренней плоскостью Гельмгольца, 2) электростатической емкости пространства между двумя плоскостями Гельмгольца и 3) — емкости диффузного слоя. При этом две последние емкости должны быть исправлены с учетом изменения специфической адсорбции в зависимости от заряда поверхности. Последнее предположение давало объяснение кривым дифференциальной емкости, измеренным в водных растворах галогенидов калия. Кроме того, расчет сдвига точки нулевого заряда, основанный на этой теории, находился в согласии с экспериментальными результатами. Так как емкости всех трех конденсаторов определяются из опытных данных, то теория Деванатхана носит в конечном итоге полуэмпирический характер. Эта теория, кроме того, исходит из того, что общая интегральная емкость плотного слоя не зависит от заряда электрода. [c.232]

    В 1917 г. Н. П. Песков в г. Иванове ввел понятия агрегатив-ная и седиментацнонная устойчивость. Первое понятие подразумевает устойчивость частиц золей к агрегации — слипанию друг с другом. Было предложено много теорий, объясняющих агрегативную устойчивость. Среди них особенно большое значение получила теория двойного электрического слоя, впервые высказанная Г. Гельмгольцем еще в 1879 г. Ему же принадлежит понятие дзета-потенциала (потенциала двойного электрического слоя). Немецкий химнк Г. Мюллер в 1928 г. высказал мысль, что мицеллы (коллоидные частицы) представляют собой образования, состоящие из частицы (золя), окруженной диффузной, атмосферой ионов, несущих заряд, обратный по знаку заряду протнвоионов. [c.255]

    Теория Гуи оправдывается лучше всего там, где теория Гельмгольца оказывается неприложимой, и, наоборот, последняя дает лучшую сходимость с опытом в тех случаях, когда первая дает неверные результаты. Следовательно, строению двойного электрического слоя должно отвечать некоторое сочетание моделей, предложенных Гельмгольцем и Гуи. Такое предположение было сделано Штерном (1924) в его адсорбционной теории двойного электрического слоя. Штерн полагал, что определенная часть ионов удерживается вблизи поверхности раздела металл — электролит, образуя гельмгольцевскую обкладку двойного слоя с толщиной, отвечающей среднему радиусу ионов электролита . Остальные ионы, входящие в состав двойного слоя, распределяются диффузно с постепенно убывающей плотностью заряда. Для диффузной части двойного слоя Штерн, так же как и Гуи, пренебрег собственными размерами ионов. Кроме того, Штерн высказал мысль, что в плотной части двойного слоя ионы удерживаются не только за счет электростатических сил, но и за счет сил специфической адсорбции, т. е. силами некулоновского происхождения. Поэтому в растворах, содержащих поверхностно-активные ионы, их число в гельмгольцевском двойном слое может быть не эквивалентным заряду поверхности металла, а превосходить его на некоторую величину, зависящую от свойств иэпов и заряда металла. Таким образом, по Штерну, следует различать две модели двойного электрического слоя, одна из которых относится к растворам поверхностно-инактивных электролитов, [c.271]

    Первую количественную теорию строения двойного электрического слоя на границе металл — раствор связывают обычно с именем Гельмгольца. По Гельмгольцу (1853), двойной электрический слой можно уподобить плоскому конденсатору, одна из обкладок которр-го совпадает с плоскостью, проходящей через поверхностные заряды в металле, другая — с плоскостью, > соединяющей центры тяжести зарядов ионов, находящихся в растворе, но притянутых электростатическими силами к поверхности металла (рис. 39). Толщина двойного слоя I (т. е. расстояние между обкладками конденсатора) принимается равной радиусу ионов Г . По закону электронейтральности, справедливому и для границ раздела фаз, количество притянутых к поверхности металла ионов должно быть таким, чтобы их заряды как раз компенсировали поверхностные заряды металла, т. е. [c.285]

    Наиболее общая теория двойного электрического слоя, объединяющая теорию молекулярного конденсатора и теорию диффузного двойного слоя Гуи, была развита Штерном. Согласно теории Штерна, некоторая часть ионов, компенсирующих заряды на поверхности твердой фазы, находится непосредственно около нее, образуя молекулярный двойной слой типа слоя Гельмгольца (или, иначе, адсорбционный слой), а остальная часть компенсирующих ионов распределена диффузно в глубь жидкости, образуя слой типа диффузного слоя Гуи. При разбавлении раствора структура двойного электрического слоя в целом приближается к типу слоя Гуи, а при увеличении концентрации — к слою Гельмгольца. При отно-ситфхьном движении твердой и жидкой фазы разрыв происходит между адсорбционной и диффузной частьк> двойного электрического слоя и, следовательно, величина электрокинетического потенциала С определяется падением потенциала в диффузной части двойного электрического слоя .  [c.217]

    Строение двойного электрического слоя по Квинке— Гельмгольцу. Основываясь на полученных Квинке при изучении электрокинетических явлений экспериментальных данных, Г. Гельмгольц предложил первую теорию строения двойного электрического слоя. По этой теории двойной электрический слой можно представить следующим образом (рис. 46). Пространственное разделение зарядов вызывает возникновение слоя з ряженных ча- [c.95]

    По условию электронейтральности удельные поверхностные заряды (или поверхностные плотности зарядов) обеих составляющих частей двойного электрического слоя должны быть равны по абсолютной величине. Условие электронейтральности запишем так ц = —д , где 9+ и — плотности зарядов на обеих обкладках плоского конденсатора, каким по теории Квинке — Гельмгольца представляется двойной электрический слой. Скачок потенциала g в двойном электрическом слое можно рассчитать по известной формуле для плоского конденсатора <7 = Сц, где С — емкость, соответствующая единице площади конденсатора и определяемая по формуле, С = —, где [c.96]

    Для объяснения явлений, связанных с процессом ионного обмена, было предложено использовать теорию двойного электрического слоя, выдвинутую Гельмгольцем [235] и видоизмененную позднее другими авторами [202, 522] для объяснения электроки-нетических свойств коллоидов. Хотя результаты обширных исследований электрокинетических свойств различных коллоидных систем, проведенных после первой классической работы в этой области в 1856 г. [235], убедительно доказали, по мнению многих авторов, существование двойного электрического слоя на поверхности большинства коллоидов, вопрос о происхождении и структуре двойного электрического слоя все еще является основной проблемой коллоидной химии. Но классической теории Гельмгольца, двойной слой состоит из двух жестких электрических слоев, аналогичных обкладкам конденсатора. Классическая модель двойного слоя Гельмгольца была модифицирована последующими работами других авторов, которые принимают, что двойной слой состоит из внутреннего неподвижного слоя и диффузного подвижного внешнего слоя зарядов. Существование заряженных слоев обусловлено адсорбированными ионами, которые отличаются от ионов, уже имеющихся во внутренней части коллоида, и определяют большую часть электрокинетических свойств коллоидной системы. Ионы, находящиеся во внешнем диффузном слое коллоида, распространяются во внешнюю жидкую среду. Нри этом нет четкой границы между ионами внешнего диффузного слоя и ионами внешней среды, находящимися с ними в равновесии. Мы можем поэтому принять, что концентрация ионов, из которых состоит диффузный сло11, непрерывно изменяется и зависит от концентрации и значений pH внешнего раствора. Если добавкой посторонних ионов изменить концентрацию ионов во внешнем растворе, то существующее равновесие нарушается и устанавливается новое. Некоторые из новых ионов ири этом входят в диффузный внешний [c.15]

    Классическая теория двойного электрического слоя была разработана Г. Гельмгольцем, Ж- Гуи — Д. Чэп-маном и О. Штерном. Позже большой вклад в эту проблему был внесен П. Делахеем, А. И. Фрумкиным и Д. Грэмом [45]. Двойной слой состоит из плотного и диффузного подслоев. Толщина плотного подслоя имеет величину порядка ионного радиуса. Толщина диффузного слоя значительно больше. Точная величина всего двойного слоя, а также детали его строения пока неизвестны. [c.10]

    Из теории двойного электрического слоя известно, что часть ионов адсорбируется на границе раздела, образуя так называемый слой Гельмгольца. В случае полиэлектролитов часть противоионов также находится в непосредственной близости от заряженной макромолекулы, что было показано Онзагером в 1947 г. Это явление называется конденсацией противоионов (контрионов). В случае слабых полиэлектролитов относительное количество противоионов, связанных с заряженными макромолекулами, очень сильно зависит от термодинамического качества растворителя. В хороших растворителях прилипания ионов к макромолекулам практически не происходит. При ухудшении термодинамического качества растворителя, вызванного изменением температуры или добавками осадителя, начинается кооперативный процесс поглощения противоионов, сопровождаемый переходом ожерелья блобов в шарообразную глобулу. [c.128]


Смотреть страницы где упоминается термин Гельмгольца Гуи теория двойного электрического слоя: [c.119]    [c.119]    [c.119]    [c.80]    [c.269]    [c.51]    [c.137]    [c.413]    [c.29]   
Новейшие достижения нефтехимии и нефтепереработки том 7-8 (1968) -- [ c.149 , c.158 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Гельмгольца

Гельмгольца Гуи теория двойного

Двойной слой теория

Двойной теория

Двойной электрический

Двойной электрический слои

Двойной электрический слой

Двойной электрический слой теории

Двойной электрический слой теория Гельмгольца и след

Теория Гельмгольца



© 2025 chem21.info Реклама на сайте