Теория сильных электролитов Дебая

Основные понятия электростатической теории сильных электролитов Дебая и Хюккеля [c.438]

Наличие двойного слоя незначительной толщины вокруг частиц дисперсной фазы в эмульсиях объясняется теорией сильных электролитов Дебая—Гюккеля, по которой толщина диффузного слоя тем меньше, [c.37]

Электропроводность растворов сильных электролитов. Теория сильных электролитов Дебая и Гюккеля исходит из положения, что между ионами существуют силы взаимодействия. Вблизи каждого иона данного знака будет находиться большее число ионов с обратным знаком. Такое распределение ионов называется ионной атмосферой, которая создает на месте данного иона потенциал, противоположный ему по знаку. При наложении внешнего поля ионная атмосфера вокруг иона вызывает появление двух эффектов, тормозящих движение иона в растворе релаксационный эффект, обусловленный нарушением симметрии расположения ионной атмосферы вокруг центрального иона, и электрофоретический эффект, обусловленный движением иона против потока сольватированных ионов противоположного знака. Кроме этих двух сил, тормозящих движение иона в растворе, существует и сила трення, зависящая от вязкости среды, в которой движется нон. [c.272]

Количественная теория сильных электролитов Дебая—Хюккеля [c.389]

В дальнейшем была предложена теория сильных электролитов Дебая — Гюккеля, которая, основываясь на представлении об их полной диссоциации, объяснила физический смысл экспериментально определяемых значений а и их зависимость от концентрации раствора и валентного типа электролита с позиций электростатического взаимодействия ионов между собой. [c.161]

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ДЕБАЯ — ГЮККЕЛЯ [c.164]

Электростатическая теория коагуляции Г. Мюллера. В отличие от адсорбционной теории эта теория исходила из того, что введение электролита в золь не изменяет общего заряда в двойном слое частицы, а вызывает сжатие диффузного слоя. Уменьшение толщины ионной атмосферы приводит к снижению -потенциала, которое может быть вычислено на основе теории сильных электролитов Дебая—Хюккеля. Вследствие снижения -потенциала уменьшается стабильность золя. [c.426]

Согласно теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля, каждый ион полностью диссоциированного электролита окружен ионами, создающими поле противоположного знака. Такое распределение ионов в пространстве называется ионной атмосферой. При наложении внешнего поля центральный ион и ионная атмосфера, как обладающие зарядами, одинаковыми по величине, но обратными по знаку, движутся в противоположные направления. Силы меж-ионного взаимодействия вызывают торможения, растущие с увеличением концентрации, и, следовательно, уменьшающие эквивалентную электрическую проводимость. Движение ионной атмосферы в сторону, противоположную центральному иону, вызывает электрофоретическое торможение, обусловленное движением сольватированного иона против потока сольватированных ионов ионной атмосферы. Второй эффект торможения обусловлен нарушением симметрии расположения ионной атмосферы вокруг центрального иона при его движении под действием поля. Движение приводит к разрушению ионной атмосферы позади иона и образование ее на новом месте. Для этого требуется время релаксации, и потому позади движущегося иона всегда находится некоторый избыток заряда противоположного знака, тормозящего его движение. Это торможение называют релаксационным. На скорость движения иона в растворе влияет вязкость среды, создавая дополнительный эффект трения, который учитывается уравнением Стокса /т = 6ят]гу, где /т — спла трения т) — вязкость растворителя г — радиус иона V — скорость движения иона. [c.272]

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]

Теория сильных электролитов Дебая-Гюккеля. Согласно этой теории, сильные электролиты практически полностью диссоциированы не только в разбавленных растворах, но и в растворах любой концентрации. Другими словами, в любых растворах сильных электролитов степень их диссоциации сг = 1 (или 100%). [c.219]

Действие смесей электролитов на коллоидные системы крайне специфично, и явления, ими вызываемые, не подчиняются какому-либо одному закону. При изучении указанных явлений следует исходить из электростатического взаимодействия между ионами в растворе на основе теории сильных электролитов Дебая и Гюккеля. В некоторых случаях на этот процесс накладываются параллельно идущие химические реакции комплексо-образования, явление адсорбции ионов и происходящее при этом изменение -потенциала. Явление, противоположное антагонизму ионов, получило название синергизма-, в этом случае требуется электролитов в смеси меньше для коагуляции, чем при аддитивном их действии. [c.131]

Рассмотрим элементарную теорию сильных электролитов Дебая—Гюккеля. Основное положение теории [c.354]

Эта величина используется в теории сильных электролитов Дебая в качестве обратной толщины ионной атмосферы. [c.250]

Любую коллоидную частицу можно представить состоящей из одного гигантского полииона и множества противоионов. Поэтому любой золь (если он не находится в изоэлектрическом состоянии) является коллоидным электролитом. Действительно, свойства золей непрерывно переходят в свойства растворов электролитов, например электрофорез — в электромиграцию (движение ионов в электрическом поле). Двойной электрический слой в процессе предельного диспергирования превращается в ионную атмосферу, характеризующуюся теми же основными закономерностями трактовка Гуи переходит при этом в представления теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля. С такими проявлениями глубокой общности свойств коллоидных и гомогенных растворов мы уже встречались. [c.321]

В теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля толщина ионной атмосферы O =-уеА 7 /4яе п г] где е —заряд электрона щ, г/ —число i-x ионов и их заряд. Для важного случая бинарного г — г-электролита эта формула становится идентичной формуле (XII. 21). [c.188]

В системе СИ и = V2 /eeo 7 эту величину используют в теории сильных электролитов Дебая в качестве обратной толщины ионной атмосферы. [c.241]

В теории сильных электролитов Дебая—Хюккеля толщина ионной атмосферы 5 = /у/еЛТ Апе У.где е —заряд электрона n , z — число [c.208]

Это уравнение легко преобразовать, принимая во внимание, что по теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля в пределе [c.150]

Эта величина, называемая толщиной (эффективной) ионной атмосферы, была введена в теории сильных электролитов Дебая—Хюккеля (которая, заметим, была развита позже теории Гуи—Чепмена). [c.182]

Выводы электростатической теории сильных электролитов Дебая и Хюккеля соответствуют опытным данным в области разбавленных растворов. Однако уже при относительно низких концентрациях становится заметным отклонение от теоретических предельных законов. Теория Дебая — Хюккеля не объясняет аномальный ход кривых электропроводности в растворителях с малыми диэлектрическими постоянными. [c.116]

Следует заметить, что в основе теории Гуи — Чэпмена лежат те же физические представления, что и в основе известной теории сильных электролитов Дебая — Гюккеля, причем, кстати заметим, первая возникла раньше второй. [c.179]

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

В физической теории устойчивости лиофобных коллоидов система взаимодействующих двойных слоев в первом приближении рассматривается как равновесная. При сближении одинаково заряженных частиц в растворе электролита происходит их отталкивание. Последнее не является кулоновским, так как заряд поверхности частиц полностью компенсирован зарядом противоионов. Силы отталкивания появляются при перекрытии диффузных ионных атмосфер (периферической части ДЭС) при этом концентрация ионов в зоне перекрытия возрастает по сравнению с невзаимодействующими слоями. Избыточная концентрация ионов в этом слое создает локальное осмотическое давление, стремящееся раздвинуть поверхности, т. е. приводит к возникновению так называемой электростатической компоненты расклинивающего давления. Расчет этой силы отталкивания на основе теории двойного слоя Гуи — Чепмена и теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля был впервые выполнен Дерягиным [9], а затем другими исследователями. [c.14]

Таким образом, теория Гуи — Чепмена объясняет зависимость толщины двойного слоя от температуры среды, концентрации и валентности ионов и, в согласии с гидродинамикой, может объяснять электрокинетические явления. Она оперирует теми же физическими представлениями, что и возникшая несколько позднее теория сильных электролитов Дебая — Гюккеля. Первая рассматривает строение плоского диффузного электрического слоя вблизи заряженной поверхности, а вторая — сферического слоя вокруг заряженного иона. [c.32]

Хотя Гельмгольц и прямо заявляет о диффузном характере двойного слоя, он все же использует в своих вычислениях модель плоского конденсатора. Теория распределения заряда потенциала в диффузном слое принадлежит Гуи. Распространенная фор-мула для вычисления толщины двойного слоя вытекает также из теории сильных электролитов Дебая — Гюккеля. Поэтому ее обычно называют формулой Дебая — Гюккеля. [c.159]

Что касается первичного солевого эффекта, то его можно объяснить лищь на основании теории сильных электролитов Дебая — Гюккеля (см. гл. XVI, 5). Введение соли, не содержащей общих ионов с компонентами смеси, изменяет ионную силу (см. гл. XVIII, 17) раствора, вследствие чего изменяются степени диссоциации веществ и концентрации катализирующих реакцию частиц. [c.290]

На основе электростатической теории сильных электролитов Дебай, Гюккель и Онзагер получили выражение для эквивалентной электропроводности предельно разбавленных растворов сильных электролитов. Изменение эквивалентной эле.чтропроводности растворов сильных электролитов с концентрацией электролита объясняется торможением движения ионов в электрическом поле из-за их электростатического взаимодействия. С увеличением концентрации раствора ионы сближаются и электростатическое взаимодействие между ними возрастает. При этом учитываются два эффекта, вызываюш,их электростатическое взаимное торможение ионов электрофоретический и релаксационный эффекты. [c.261]

Величина ae, назьшаемая толщиной (эффективной) ионной атмосферы, была введена в теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля, развитой позже теории Г у и — Чепмена. [c.221]

Изложенные представления господствовали в коллоидной химии приблизительно до 30-х годов. Для развития коллоидной химии большое значение имели работы классической физической химии этого периода теория сильных электролитов Дебая и Гюккеля (1923), рентгенографический метод Дебая и Шеррера (1916), работы по строению двойного электрического слоя А. Н. Фрумкина (с1921г.). [c.11]

Легко показать, что при вычислении работы заряжения, зависящей от зарядов частиц, достаточно принять во внимание только макроскопическое поле вокруг этих зарядов (т.е. потенциал средней силы), пренебрегая микрополями атмосфер вокруг отдельных ионов, рассматриваемых в теории сильных электролитов Дебая. Тогда элементарная работа ( 4 заряжения, соответствующая приросту ёХ параметра Л, будет равна [c.188]

Основываясь на электростатической теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля [2], на теории образования ассоциированных ионов по Бьерруму [3], на гидратной теории коэффициентов активности Стокса и Робинзона [3] или О. Я. Самойлова [4], можно выс1<азать положения, характеризующие зависимость коэф- [c.90]

Для интерпретации солевого эффекта при дейтерообмене (и аммонолизе) в жидком аммиаке нельзя воспользоваться классической теорией солевого эффекта Бренстеда. Она опирается на теорию сильных электролитов Дебая — Гюккеля. Последняя же, как показал В. А. Плесков [122], оправдывается для аммиачных растворов одно-одновалентных электролитов, концентрация которых в 10 раз меньше той концентрации солей, которая была в опытах по дейтерообмену. Эти растворы по своему составу мало отличаются от аммиакатов на моль соли приходилось восемь молей аммиака. Из работ Бильтца [123] и других авторов [124] известно, что теплота образования кристал-ло-аммиакатов и их прочность повышаются при увеличении заряда и уменьшении радиуса катиона, а при одном и том же катионе они растут с повышением радиуса аниона. Параллельно возрастает число молекул, входящих в состав высшего аммиаката. Безусловно, то же самое происходит и в аммиачных растворах солей. В них молекулы аммиака связаны ионами и находятся в упорядоченном состоянии, причем прочность связи зависит от величины заряда и радиуса иона. Естественно, что с увеличением концентрации соли растет энергия активации реакции, в которой участвует растворитель (дейтерообмен, аммо-нолиз) — чем прочнее связаны молекулы растворителя ионами, тем большей должна быть энергия активации. Это действительно обнаружено при измерении кинетики аммонолиза и дейтерообмена. [c.91]

В основе теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля лежит предположение о полной диссоциации электролита, ионы которого распределены в объеме раствора по закону Больцмана. При этом в показателе экспоненциального распределения используется потенциальная энергия заряженной частицы (иона), находящейся в точке с потенциалом (р. Кроме того, в микроуравнениях, относящтхя к взаимодейств1Ж) ионов на расстояниях порядка молекулярных, используются макроскопические величины диэлектрической проницаемости . [c.163]

Член ЛУс в уравнении Джонса—Дола учитывает силу, тормозящую вязкое течение и возникающую при электростатическом взаимодействии растворенных ионов. Это взаимодействие можно вычислить на основании теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля [70] (ом. разд. 5.1). В соответствии с этой теорией, одновременное действие сил электростатического притяжения и отталкивания и теплового движения приводит к тому, что каждый ион окружен избыточным числом ионов противоположного знака. Ионное облако вокруг данного покоящегося иона, находящегося в положении равновесия, статистически в среднем имеет сферическую симметрию (рис. 2.14,а). Следовательно, результирующая всех сил, действующая на ион, находящийся в центре ионного облака, будет равна нулю. Однако если жидкость течет и градиент скорости в жидкости, например, постоянен, то ионное облако дефо рмируется (рис. 2.14,б,в). Это можно объяснить тем, что для восстановления формы ионного облака необходимо некоторое время время релаксации). Если распределение скоростей в потоке жидкости будет таким, как на рис. 2.14,6, то ионное облако вокруг положительного иона будет содержать избыточное по сравнению со сферически симметричным число отрицательных ионов в правом верхнем и левом нижнем квадрантах. В двух других квадрантах число ионов будет меньше, чем в случае сферической симметрии. Это приводит к появлению тангенциальной силы, направленной против движения и увеличивающей вязкость. Радиус электростатического взаимодействия между раство- [c.158]