Гуи Чэпмен, теория

Рис. 88. Модель двойного электрического слоя согласно теории Гуи — Чэпмена

Другой недостаток теории Гуи — Чэпмена заключается в том, что она не объясняет так называемого явления перезарядки — перемены знака электрокинетического потенциала при введении в систему электролита с многовалентным ионом, заряд которого противоположен по знаку заряду дисперсной фазы. [c.184]

Связь между зарядом и потенциалом описывается теорией Гуи — Чэпмена. Например, для электролита, имеющего —п = п и [c.97]

Следовательно, теоретические представления Гельмгольца — Перрена оказываются частным случаем теории Гуи — Чэпмена. [c.178]

Рассмотрим теперь количественную сторону теории Гуи —Чэпмена. [c.180]

Таким образом, теория Гуи — Чэпмена хорошо объясняет падение -потенциала при увеличении концентрации противоиона и возрастании его валентности. [c.182]

Несостоятельность теории Гуи — Чэпмена может быть показана и другим путем. Если раствор электролита не очень разбавлен (например, 0,1 н.) и потенциал у стенки высок (например, 200 мВ), то для того, чтобы теоретическое и экспериментально найденное значения емкости совпадали, концентрация противоиона около стенки должна быть равна 300 н., что совершенно невозможно. Причина расхождения экспериментально и теоретически найденных значений емкости двойного электрического слоя заключается в том, что теория Гуи — Чэпмена не принимает во внимание размера ионов, рассматривая их как точечные заряды, которые могут сколь угодно близко подойти к стенке, что и обусловливает более высокие значения расчетных величин. [c.184]

Далее теория Гуи — Чэпмена не объясняет различного действия разных по природе противоионов одной и той же валентности на двойной электрический слой. Согласно этой теории введение эквивалентного количества разных противоионов одинаковой валентности должно сжимать двойной электрический слой и понижать -потенциал в одинаковой степени. Однако опыт показывает, что это не так. Эффективность действия ионов одной и той же валентности на двойной электрический слой возрастает суве-личением радиуса иона.. [c.184]

Рис. 14. Схема изменения потенциала в зависимости от расстояния до границы раздела твердое тело — раствор по теории Гуи— Чэпмена.

Значения емкости двойного электрического слоя, вычисленные по теории Штерна с учетом радиусов ионов, оказались близкими к экспериментально найденным, и, таким образом, эта теория преодолела один из недостатков, присущий теории Гуи —Чэпмена. Далее, в отличие от теории Гуи — Чэпмена, теория Штерна может объяснить причину изменения знака электрокинетического потенциала при введении в систему м оговйЛёктньТх ионов, заряд которых противоположен по знаку заряду дисперсной фазы. Такие многовалентные ионы втягиваются в адсорбционный .г.лпй как из-за сильных электростатических взаимодействий, так и из-за большой адсорбируемости, связанной с поляризуемостью таких ионов. Ионы [c.188]

Наконец, теория Туи — Чэпмена, относительно хорошо приложимая в случае достаточно разбавленных коллоидных растворов, оказывается неприемлемой для более концентрированных. [c.184]

Согласно Штерну, первый слой или даже несколько первых слоев противоионов притягиваются к стенке под влиянием как электростатических, так и адсорбционных сил. В результате этого часть противоионов удерживается поверхностью на очень близком расстоянии, порядка 1—2 молекул, образуя плоский конденсатор толщиной б, предусмотренный теорией Гельмгольца — Перрена. Этот слой, в котором, естественно, наблюдается резкое падение электрического потенциала, одни авторы называют гельмгольцевским, другие — штерновским, третьи — адсорбционным слоем. Остальные противоионы, нужные для компенсации потенциалопределяющих ионов, в результате теплового разбрасывания образуют диффузную часть двойного слоя, в которой они распределены согласно тем же законам, что и в диффузном слое Гуи — Чэпмена. Эту часть двойного слоя, в которой потенциал падает относительно постепенно, иногда называют сло мХм.и. Схема двойного электрического слоя по Штерну и падение в нем электрического потенциала показаны на рис. vn, 11. [c.185]

В теории Гун и Чэпмена понятие -потенциала не используется и его величина отсутствует в формуле (XV.22). Предположив, что при х= /1 (рис, 88) иопы непрочно связаны с поверхностью металла при относительном движении твердой и жидких фаз, величину фо можно принять за -потенциал. В соответствии с этим допущением знаки у потенциалов и фо одинаковы, поэтому теория Гун и Чэпмена не в состоянии объяснить перезарядку поверхности металла и изменение знака у -потенциала. [c.422]

Заряд диффузного слоя аа непосредственно связан с потенциалом в этом слое ф4 и вычисляется согласно теории Гуи —Чэпмена по уравнению (VII, 18) (т. е. в этом случае действие адсорбционных сил не учитывается) [c.187]

Первый случай рассмотрен при обсуждении теорий Гуи — Чэпмена и Штерна. Очевидно, по мере увеличения содержания в системе такого электролита толщина двойного электрического слоя стремится стать равной толщине адсорбционного слоя за счет сжатия диффузного слоя. В результате -потенциал понижается, пока не станет равным нулю, что будет отвечать так называемому изоэлектрическому состоянию системы. [c.191]

Недостаток теории диффузионного двойного ионного слоя, развитой Гуи и Чэпменом, заключается в том, что эта теория не учитывает собственного объема ионов, что предполагает сколь угодно близкий подход последних к поверхности металла и в конечном итоге ведет к завышению величины емкости, рассчитываемой по уравнению (ХУ.20). Таким образом, теория Гуи и Чэпмена не дает правильных количественных расчетов величины емкости двойного электрического слоя. [c.418]

Рис. 11. Схема распределения зарядов на границе твердое тело-жидкость по теории Гуи—Чэпмена.

Рис. 12. Изменение плотности избыточных зарядов двойного слоя в зависимости от положения границы скольжения между твердым телом и жидкостью по теории Гуи—Чэпмена.

Тем не менее теория Гуи — Чэпмена явилась важным этапом в изучении электрохимии двойного слоя, так как она позволила установить количественную зависимость между распределением зарядов на границе раздела фаз и концентрацией ионов в растворе. [c.83]

Классическая теория Гуи — Чэпмена [c.182]

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]

На распределение ионов в двойном электрическом слое по теории Штерна сильно влияет природа противоионов. Если противоионы обладают различной валентностью, то толщина диффузного слоя и число противоионов в адсорбционном слое определяются, главным образом, валентностью ионов и, следовательно, обусловливаются электростатическими силами. Понятно, диффузный слой тем тоньше и -потенциал тем ниже, чем больше валентность противоионов. При этом надо принимать во внимание те же соображения, что и при объяснении влияния валентности противоиона на -потенциал по теории Гуи — Чэпмена. [c.186]

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 ДЛВО, стабилизация происходит в результате действия спл отталкивания между коллоидными частицами, которые несут двойные электрические слои. Двойные слои могут быть оппсаны классической теорией Гун — Чэпмена или ее модификацией. Частпцы сами несут электрический заряд и окр> аются диффузным слоем ионов равного и противоположного по знаку заряда отталкивание происходит прп перекрытии диффузных слоев. Так как теория взаимодействия перекрывающихся диффузных слоев непроста, здесь будет приведена единственная приемлемая рабочая формула. [c.96]

Использование теории Гуи — Чэпмена в ее первоначальной форме пренебрегает такими моментами, как дискретность заряда иона, конечный радиус иона, местная диэлектрическая поляризация среды и т. д. Ясность по этому вопросу внесена Хейдоном (1964) и Снарнейем (1962). Наиболее важное уточнение учитывает специфическую адсорбцию противоинов по теории Штерна последующее уточнение проведено Вервеем и Овербеком (1948). Однако с точки зрения стабильности коллоидов адсорбция Штерна способствует уменьшению эффективного поверхностного потенциала, применяемого для вычисления энергии взаимодействия, которое в любом случае ограничено довольно малыми значениями. [c.98]

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]

Из изложенного выше видно, что теория Штерна соответствует результатам экспериментальных наблюдений лучше, чем теория Гуи — Чэпмена. Благодаря уточнению роли размера ионов и введения представления об адсорбционном потенциале, она может объяснить ряд специфических особенностей действия тех или иных электролитов на двойной электрический слой и электрокинетический потенциал. Однако необходимо указать, что и эта теория не является совершенной, поскольку она исходит из ряда допущений и в ней имеется много неопределенностей, например, допущение о независимости адсорбционного пптрнпияля пт кnнттpнтpяпил-Jнтn едва ли вероятно." Следует также заметить, что представления [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология