Электролиты, адсорбция на ионита

Значительный практический интерес представляет явление обменной адсорбции. Ионный обмен представляет широкий научный интерес. Большое практическое значение приобрела обменная адсорбция, протекающая в тех случаях, когда адсорбент на своей поверхности имеет другой электролит, нежели находящийся в растворе. [c.189]

Образование поверхностных оксидов на никеле обусловлено адсорбцией кислорода, растворенного в электролите, и ионов 0Н при потенциале 0,1 В. При потенциале 0,2 В поверхность никеля покрывается фазовыми слоями Ы1(0Н)а, накопление которых продолжается до достижения потенциала 0,9 В. [c.12]

Введением в электролит сульфат-ионов можно, однако, воспрепятствовать адсорбции хлор-ионов. Как и предполагалось, ионы сульфата адсорбируются преимущественно металлической поверхностью, и при соответствующей их концентрации полностью вытесняют хлор-ионы с поверхности электрода (рис. 39). [c.74]

В связи с этим особое значение имеет потенциал нулевого заряда, на что впервые указал Фрумкин. За потенциал нулевого заряда (фн. з) принимают потенциал -металла, измеренный по отношению к электроду сравнения в условиях, когда заряд металла равен нулю. При потенциале нулевого заряда двойной ионный слой на электроде отсутствует, хотя скачок потенциала на границе металл— электролит не равен -нулю. Потенциалы нулевого заряда являются в некотором отношении специфическими константами металлов, характеризующими их поведение (адсорбцию, смачиваемость, течение электрохимических реакций, твердость и т. д.). При потенциалах нулевого заряда электрод обладает наибольшей способностью адсорбировать растворенные в электролите вещества, хуже всего смачивается растворителем, имеет максимальную твердость. Эти свойства связаны с той особой ролью, которую играет скачок потенциала в двойном ионном слое. От его знака и значения зависит адсорбция ионов и молекул на электроде. Способность электрода адсорбировать органические молекулы понижается при наличии скачка потенциал,а -в двойном ионном слое. По мнению Фрумкина, это объясняется тем, что поле -втягивает молекулы воды, имеющие большую диэлектрическую проницаемость, вытесняя с поверхности органические молекулы. Поэтому адсорбционная способность электрода оказывается максимальной вблизи потенциала нулевого заряда, т. е. в тех условиях, когда отсутствует ионный слой. Введением в электролит поверхностно-ак-тивных ионов можно изменять знак и величину ионного слоя, а значит, и адсорбционную -способность электрода. [c.127]

Таким образом выяснилось, что имеется некоторая количественная связь между концентрацией сульфата цинка и коллоида, причем введение коллоида в электролит вызывает рост поляризации. Объяснить это явление вероятнее всего можно образованием некоторого комплекса между катионом и коллоидом, причем ближайшее исследование числовых соотношений показывает, что в данном случае нет основания рассматривать эти комплексы как соединения химического типа (например, цианистые кои-плексы цинка), но как своего рода адсорбционное образование. Адсорбция ионов цинка происходит на частицах желатины, являющейся дисперсной фазой данного раствора лиофильного коллоида. [c.343]

На никеле образование поверхностных оксидов за счет адсорбции кислорода, растворенного в электролите, и ионов ОН- начинается при 0,1 В. При 0,2 В многие исследователи обнаруживают фазовые слои гидроксила Ni (ОН) 2, образование которого продолжается до 0,9 В. Этим двум стадиям окисления никеля отвечают пики / и 5 на i—ф-кривой (рис. 1.11) [40]. [c.25]

Коагуляцию можно ускорить, нагревая коллоидный раствор до кппения или прибавляя к нему электролит, который называется коагулянтом. При нагревании уменьшается адсорбция ионов коллоидными частицами (уменьшается их заряд) или разрушается их сольватная оболочка. Все это способствует коагуляции. Добавление электролита также способствует коагуляции коллоида, при этом коагуляцию вызывают ионы коагулянта, которые имеют заряд, противоположный по знаку заряду коллоидной частицы. Чем выше валентность коагулирующего иона, тем меньше электролита необходимо для коагуляции коллоидного раствора. В качестве коагулянтов обычно используют кислоты (если они не растворяют осадок) или аммонийные соли. Для коагуляции сульфидов нельзя применять кислоты, так как они растворяют некоторые сульфиды. Обычно применяют растворы сероводорода или аммонийных солей. [c.93]

Полученные результаты дают основание полагать, что основной причиной возникновения химической поляризации палладия в хлоридном электролите является взаимодействие поверхности катода с компонентами раствора, по-видимому, ионами хлора. В результате этого взаимодействия, скорость которого обусловлена концентрационными соотношениями в диффузионном слое, на поверхности катода образуется соединение типа Pd - ly, которое пассивирует активные центры электрода и приводит к повышению поляризации. Образованию такого соединения может способствовать адсорбция ионов С1" на поверхности катода, так как потенциал нулевого заряда палладия составляет —0,13 в [307]. [c.155]

На поверхности раздела металл — среда наряду с переносом зарядов проникают также процессы специфической адсорбции ионов и ориентированной адсорбции дипольных молекул. При этом поверхность металла обычно приобретает заряд одного знака, а прилегающий к металлу слой среды — равный по абсолютной величине заряд противоположного знака. Такую систему зарядов, подобную заряженному конденсатору определенной емкости Сдс (с одной твердой и одной жидкой обкладкой), называют двойным слоем, а систему металл — электролит с двойным слоем на границе раздела фаз — электродом. Двойной слой электрода идентичен во всех точках, и, следовательно, поверхность электрода эквипотенциальна по определению, т. е. характеризуется одинаковым во всех точках межфазным скачком потенциала [c.18]

Рис. 3. Схема распределения зарядов и потенциала (обусловленного зарядами) на межфазной границе металл/электролит при положительном заряде поверхности электрода (в отсутствие специфической адсорбции ионов). Расстояния между ионами даны не в масштабе.

Для предотвращения этого явления в электролит добавляют бихромат натрия или хлорид кальция. По современным представлениям введение бихромата натрия снижает адсорбцию ионов СЮ на поверхности электрода, а до- [c.153]

Коллоидно-дисперсная система существует только в присутствии стабилизатора, способного поддерживать первоначальную степень дисперсности, т. е. предотвратить коагуляцию —объединение коллоидных частиц. Стабилизатором может служить потенциалобразующий электролит, содержащий ион, способный избирательно адсорбироваться на поверхности данной твердой фазы. Избирательная адсорбция происходит согласно правилу Пескова—Фаянса ( 102). Стабилизация осуществляется за счет возникновения двойного электрического слоя и формирования вокруг частицы ионно-сольватной оболочки. В отдельных случаях двойной электрический слой возникает за счет поверхностной диссоциации ( 102). Рассмотрим некоторые примеры. [c.237]

Мицелла гидрофобного коллоида. Учение об адсорбции и двойном электрическом слое позволяет представить себе строение частиц гидрофобного коллоида следующим образом. Вещество, находящееся в коллоиднодисперсном состоянии, образует нерастворимое ядро коллоидной степени дисперсности. Это ядро не остается голым . Оно вступает в адсорбционное взаимодействие с ионами электролита, находящегося в жидкой (водной) фазе. В некоторых случаях необходимые ионы получаются за счет гидролиза поверхностно расположенных молекул самих коллоидных частиц. Электролит своими ионами обеспечивает устойчивость золя и называется ионным стабилизатором. [c.366]

Если твердая дисперсная фаза окружена жидкостью, содержащей электролит, то один из ионов этого электролита может адсорбироваться на поверхности коллоидных частиц, сообщая этой поверхности электрический заряд соответствующего знака. Ионы противоположного знака притягиваются к поверхности коллоидной частицы, располагаясь в слое жидкости, прилегающем к поверхности. Таким образом, возникает двойной электрический слой, причем внутренняя его обкладка расположена на поверхности коллоидной частицы, а внешняя обкладка — в слое жидкости, окружающем частицу. Наличие двойного электрического слоя обозначает наличие скачка потенциала между обкладками этого слоя. Это — первый путь возникновения потенциала, обусловленный адсорбцией ионов из раствора. Второй путь возникновения потенциала заключается в том, что поверхностные молекулы коллоидной частицы, диссоциируя, посылают в раствор ионы одного знака, а ионы противоположного знака остаются на поверхности частицы. [c.187]

В случае электролитов происходит так называемая обменная адсорбция ион из раствора поглощается адсорбентом, а взамен его в раствор переходит ион адсорбента этот ион входит в состав адсорбента или содержится в нем в качестве примеси. Обменная адсорбция — перераспределение ионов между адсорбентом и раствором. Так, многие силикаты поглощают катионы из раствора и отдают ионы в раствор. Это объясняется тем, что силикат — электролит, и его катион более или менее подвижен, анион же неподвижен и составляет как бы скелет адсорбента. [c.309]

Коагуляцию можно ускорить, нагревая коллоидный раствор до кипения или прибавляя к нему электролит, который называется коагулянтом. При нагревании уменьшается адсорбция ионов коллоидными частицами (уменьшается их заряд) или разрушается их сольватная оболочка. Все это способствует коагуляции. Добавле- [c.127]

На границе раздела фаз обычно возникает разность электрических потенциалов, природа которой может быть различной. Например, скачок потенциала на границе металл — вакуум является следствием смещения электронного облака относительно ионной решетки, в результате которого поверхность приобретает некоторый эффективный дипольный момент. В случае контакта металл — электролит возникает ряд дополнительных факторов, которые оказывают влияние на величину межфазного скачка потенциала. Прежде всего это адсорбция молекул воды (или другого растворителя), которая дает вклад в дипольный скачок потенциала. Кроме того, возможна специфическая адсорбция ионов или переход заряженных частиц — электронов или ионов — через границу раздела, что приводит к заряжению поверхности. [c.8]

Иногда заряд коллоидных частиц образуется не за счет адсорбции ионов из раствора, а в результате диссоциации поверхностного слоя самого ядра, например, при образовании коллоидной кремниевой кислоты. Молекулы ЗЮ , реагируя с водой, образуют кремниевую кислоту — слабый электролит с малой степенью диссоциации. Отрицательный заряд частицы кремниевой кислоты обусловлен диссоциацией молекул Н ЗЮ . Мицелла золя оксида кремния (IV) имеет следующий вид [c.319]

Адсорбция нейтральных органических молекул (гексиловый спирт, камфора) мало изменяется при добавлении в электролит галоидных ионов. Однако для камфоры в очень узком интервале потенциалов перед потенциалом десорбции отмечается увеличение адсорбции (рис. 71). Органические анионы (сульфокислоты, про-пионовая кислота) в присутствии галоидных ионов практически не адсорбируются на железе [79, 82]. По-видимому, совместная адсорбция анионов и органических катионов в значительной мере связана с электростатическими силами притяжения между ионами, под влиянием которых на поверхности металла образуются пары анион — катион. Следует отметить, что в литературе имеются [c.201]

Для того чтобы помешать этому нежелательному явлению, приходится промывать осадок не чистой водой, а разбавленным раствором какого-либо электролита. Тогда удаляемые из осадка адсорбированные ионы заменяются ионами, содержащимися в промывной жидкости, т. е. происходит так называемая обменная адсорбция. Таким образом, пептизация осадка предотвращается. Понятно, что применяемый электролит должен быть веществом летучим и полностью удаляться из осадка при прокаливании. [c.146]

На границе соприкосновения различных фаз (например, металл -электролит) возникает пространственное распределение электрических зарядов в виде так называемого двойного электрического рлоя. Разделение зарядов может вызываться различными причинами переходом ионов из электрода в раствор (или наоборот) - ионный двойной электрический слой специфической адсорбцией ионов на поверхности электрода - адсорбционный слой ориентацией полярных молекул растворителя и поверхности электрода - ориентационный слой. Во всех случаях двойной слой электронейтрален. [c.36]

Для предотвращения этого явления в электролит добавляют бихромат натрия или хлорид кальция. По современным представлениям введение бихромата натрия затрудняет адсорбцию ионов СЮ на поверхности катода, а добавка хлорида кальция вызывает образование на нем пленки гидроксида кальция, играющей роль диафрагмы и препятствующей восстановлению на катоде Na lO. [c.180]

Однако при глубоком диализе, когда концентрация всех ионов (в том числе и ионов Ag ) в растворе значительно уменьшится, например до значения с/и (см. рисунок 106), также существенно уменьшится и адсорбция ионов Ag+ (например, до значения Г ). Следовательно, существенно уменьшится заряд коллоидных частиц и соответственно общий скачок потенциала. Рис. 106. Зависимость адсорбции что повлечет за собой коагу-ионов Ag от концентрации их в лЯЦИЮ. электролите (Г — адсорбция, С — концентрация). [c.424]

В. А. Каргин и сотрудники на основании своих исследований высказали точку зрения, согласно которой обменная адсорбция ионов в кислых и нейтральных средах на чистых и смешанных гелях 810.2, А12О3 и РеаОа не наблюдается. Адсорбция катионов, если она происходит, носит молекулярный характер и сопровождается адсорбцией эквивалентного количества анионов. При этом указывается, что адсорбция не является специфической для данного иона, а зависит от растворимости адсорбируемой соли. Если данный гель адсорбировал молекулярно какой-либо электролит, то при дальнейшем воздействии электролитов происходит эквивалентный катионный обмен. Эти соображения автор распространяет и на сложные силикаты, хотя последняя точка зрения встречает возражения. [c.118]

Рассмотрим пример образования золя с отрицательно заряженными частицами. В электрическом поле частицы такого золя перемещаются к аноду. На рис. ПО приведена схема строения мицеллы золя кремневой кислоты. Заряд такой частицы возникает без адсорбции ионов извне, а за счет электролитической диссоциации поверхностного слоя самого ядра. Молекулы 5102, реагируя с водой, соприкасающейся с поверхностью ядра, образуют кремневую кислоту Н2310з. Эта кислота представляет собой слабый электролит, [c.330]

Хотя ионы адсорбируются главным образом на базальных поверхностях, но они адсорбируются и на ребре кристалла следовательно, и там создается двойной электрический слой. Следует помнить, однако, что разрыв кристаллической структуры происходит по ребру и, в дополнение к физической (электрической) адсорбции, на ребре могут происходить определенные химические реакции, приводящие к нарушению валентных связей. Хемосорбция , как ее называют, аналогична обычным химическим реакциям и происходит только в подходящих электрохимических условиях. Заряд на ребре меньше заряда на базальной поверхности и может быть положительным или отрицательным, главным образом в зависимости от pH системы. Например, если каолинит обработан НС1, он имеет положительный заряд, а если обработан NaOH, то — отрицательный заряд. Причина такого поведения заключается в том, что атомы алюминия на ребре при реакции с НС образуют AI I3 — сильный электролит, который диссоциирует на А1 + и ЗС1 , в то время как при реакции с NaOH алюминий образует гидроксид алюминия, который в воде нерастворим. (Напомним, что адсорбция ионов каолинитом происходит почти полностью на ребре следовательно, заряд частицы определяется зарядом на ребре.) [c.153]

Высокий градиент ионной силы в воде дельт приводит к дестабилизации коллоидного материала (т. е. суспензии тонкозернистого материала), вызывая его флоккуяяцию и выпадение на дно. Лучше можно понять этот процесс на примере глинистых минералов — наиболее распространенных неорганических коллоидов в дельтовых водах. Глинистые минералы несут на поверхности отрицательный заряд (см. п. 3.6.6), частично компенсированный адсорбированными катионами. Если поверхностные заряды не нейтрализованы путем адсорбции ионов, глинистые минералы проявляют тенденцию к сохранению состояния взвеси, поскольку одноименные заряды отталкиваются. Эти силы отталкивания велики по сравнению с силами притяжения Ван-дер-Ваальса (см. вставку 3.10) и предотвращают аггрегиро-вание и выпадение частиц. Следовательно, какой-либо агент, нейтрализующий поверхностные заряды, будет способствовать флоккуляции частиц. Многие коллоиды флоккулируют в среде электролита, и морская вода — гораздо более сильный электролит, чем речная, — выполняет эту роль в дельтах. Катионы морской воды притягиваются к отрицательно заряженным поверхностям глин. Они формируют в растворе подвижный слой, примыкающий к поверхности глин (рис. 4.1), и образующийся комбинированный электрический двойной слой близок к состоянию электронейтральности. Соседние частицы могут после [c.152]

Таким образом, свойства платиновых анодов и ПТА обусловлены образованием или наличием на поверхности анода окислов и xesto-сорбировапных слоев, на которых и происходит электродная реакция. Состояние поверхности анода и ход электрохимической реакции взаимосвязаны между собой и оказывают влияние друг на друга. В щелочных, сульфатных, фосфатных и других растворах, где основным анодным процессом является выделение кислорода, окисление поверхности анода протекает быстро, В хлоридных или содержащих ионы хлора электролитах основным анодным процессом на ПТА или платине может быть разряд хлор-ионов, поэтому окисление поверхности анода замедляется из-за низкой скорости образования кислорода в результате действия ионов хлора. Происходит частичное вытеснение кислорода хлором [88—91]. В присутствии хлор ИОнов в электролите в процессе анодной поляризации платины происходит взаимная конкуренция кислорода и хлор-ионов. Предварительное окисление поверхности анода снижает адсорбцию ионов галоидов в кислых растворах [92—94]. Аналогичные явления наблюдаются TaKHie при адсорбции поверхностью анода других частиц, в том числе и органических молекул. Так, на платиновом аноде при потенциале выше 1,6 В при адсорбции бензола и нафталина наблюдалось частичное вытеснение хемосорбированного кислорода. Адсорбция связана с внедрением органических молекул в поверхностный слой окисла и образованием устойчивых поверхностных соединений, влияющих на электрохимические свойства поверхности [95]. [c.153]

Влияние шонов-партнеров . Если ионы-партнеры не адсорбируются на поверхности коллоидных частиц, то их природа незначительно влияет на коагулирующую способность иона-коагулятора. Например, коагулирующая сила по отношению к коагуляции гидрозоля As Sg практически не изменяется от того, что анион С1 (электролит КС1) заменяется анионом NO7 (электролитом KNO3). Если же на поверхности коллоидных частиц происходит адсорбция ионов-партнеров, то природа этих ионов существенно влияет на коагулирующую силу иона-коагулятора. [c.347]

Большую роль в пассивации металлов хроматами играет конкурирующая адсорбция, о чем свидетельствуют экспериментальные результаты (рис. 5,9). Если к раствору сульфата (0,1 н.) добавить при перемешивании 0,1, н. хромат калия (момент добавления указан стрелкой), потенциал стали сместится в положительную сторону примерно на 0,2 В (кривая 1). Однако, если предварительно запассивировать электрод в 0,1 н. хромате калия, а затем добавить сульфат-ион, обратного эффекта, т. е. депассивации электрода, добиться уже нельзя (кривая 2). Не удается депасси-вировать электрод я при десятикратном увеличении концентрации активатора (кривая 4). В обоих случаях потенциал стали сохраняет положительное значение. Все это указывает на то, что в отсутствие активирующих ионов (50 ) хромат-ионы легко адсорбируются на поверхности электрода, образуя, вероятно, прочную химическую связь, которую не удается разрушить агрессивным ионам при последующем добавлении их в электролит. Хромат-ионам, по-видимому, за счет большего химического средства со сталью, удается вытеснить сульфат-ионы с поверхности металла и этим самым затруднить реакцию ионизации металла. [c.165]

Пусть на поверхности твердого тела адсорбирован электролит. При помещении адсорбента в раствор другого электролита будет происходить самопроизвольный процесс обмена ионов между адсорбентом и раствором. Ионный обмен протекает до установления равновесия, при котором адсорбент и раствор содержат ионы в определен-иом количественном соотношении. Обычно обмен происходит не только с ионами на поверхности, но и с ионами в объеме, образующимися в результате диссоциации молекул адсорбента. Твердые вещества, способные к объемному обмену ионов, называются ионн-тамж 16, 7]. Схематически ионит можно представить 16] состоящилг из каркаса, связанного валентными силами. Каркас обладает избыточным зарядом (положительным или отрицательным), который компенсируется противоположно заряженными ионами (противо-ионами), Противоионы внутри каркаса подвижны и при помещении ионита в электролит могут замещаться ионами из раствора. Б зависимости от знака заряда противоионов различают катиониты (положительный заряд) и аниониты (отрицательный заряд противоионов). Так как система ионит — раствор в любой момент времени должна быть электронейтральнож, то в обмен на каждый эквивалент иона, поглощенного из раствора, ионит отдает в раствор один аквивалент другого иона с зарядом того же знака. Таким образом, в отличие от адсорбции, ионный обмен представляет собой стехиометрическое замещение ионов. [c.61]

Хейфец и Красиков [224, 225], полагая, что п. н. з. соответствует минимуму кривой емкости, построили кривые п. н. з. — pH для десяти металлов, включая платину, в широком интервале значений pH. Сильная зависимость от pH была найдена для платины и пал-тадия, и несколько более слабая зависимость — для кобальта, железа и никеля. Очень небольшая зависимость от pH или ее отсутствие обнаружено для ртути, меди, серебра, цинка и кадмия. Гилеади и др. [226] получили линейный наклон IVn. н. з./фН = = —2,3RT F для тщательно обезгаженной платины, предполагая, ITO минимум емкости лежит при п. н. з. Они объяснили это влия-1ием адсорбции иона гидроксила. Был определен п. н. з. окисленной 1латины в водных растворах [227], а также измерен п. н. з. плагины в твердом электролите [228]. [c.221]

Отклонение от линейности зависимости потенциала ячейки от ]g Ср обычно связывают с растворимостью мембраны с наличием загрязняющих примесей во вспомогательном электролите с адсорбцией определяемых ионов стенками сосуда. Однако детальное изучение [85 ] показало, что в случае фторидного электрода растворимость мембраны не оказывает влияния на его нормальную работу, чего нельзя сказать об Р , присутствующих в качестве примесей в фоновом электролите и растворах хлоридов. Буффл с соавт. [86 ] тщательно исследовали влияние собственно растворимости кристаллической мембраны и адсорбции Р на границе раздела мембрана — раствор, поскольку от них зависит чувствительность ЬаРз-электрода. Найдено, что адсорбция фтора в большей степени, чем растворимость кристалла, определяет нижний предел чувствительности электрода. Аналогично Веселы и Штулик [87 ], изучая влияние кислотности раствора на обратимость электрода, нашли, что поведение его определяется конкурентной адсорбцией ионов ОН", Р и различных фторсодержащих частиц гидрофильной пленкой, образующейся на электроде. Сам кристалл не подвергается действию ионов раствора. [c.126]

Как выяснено многочисленными исследованиями, процессы электроосаждения металлов на твердых металлических электродах являются одними из наиболее сложных электрохимических реакций. Они, как правило, протекают через несколько стадий, включающих процессы диффузии, адсорбции, химической реакции, разряда и кристаллизации участвующих в электрохимическом процессе частиц. Соотно-щение скоростей этих стадий определяет кинетику процесса как катодного осаждения, так и анодного растворения металла. Электроосаждение металлов из водных растворов также обычно сопровождается протеканием параллельной реакции выделения водорода, участием в реакции других частиц, находящихся в электролите, примесей ионов металлов, органических соединений, вводимых для регулирования качества осадков. В результате протекания реакции происходят изменения состава раствора у поверхности электрода и изменения состояния поверхности, что особенно сильно проявляется в первые моменты электролиза после включения тока. Несомненно, что все предшествующие электрокристаллизации металла стадии влияют на нее и, таким образом, определяют структуру, физико-механические и химические свойства электроосажденного металла. [c.4]

Из неорганических соединений водорастворимого типа распространенными замедлителями коррозии в нейтральных средах являются соли щелочных металлов и азотистой и хромовой кислот. Их применяют в водных составах индивидуально или в смеси с другими ингибиторами — МагСОз, МазР04, ЫагНР04, уротропином, бензоатом аммония и др. При наличии в электролите уже небольших количеств нитрита натрия (0,2 г/л и более) начальный потенциал стали смещается в положительную сторону более чем на 0,7 В, при этом скорость растворения стали практически сводится к нулю. Это явление связано с адсорбцией ионов N02 на поверхности металла и окислением ее с образованием -РбгОз. В результате уменьшается энергия Гиббса системы и затрудняется переход ион-атомов металла из решетки в раствор. Действие хроматов, а также щелочных солей аналогично действию соответствующих пигментов. [c.173]