Двойной электрический слой деформация

На обратимом водородном электроде двойной электрический слой на платине построен таким образом, что поверхность платины заряжена отрицательно, а внешняя обкладка двойного слоя образована ионами гидроксония. При катодной поляризации, т. е. при подводе к поверхности электрода электронов, ионы гидроксония, подходящие к поверхности электрода, разряжаются не сразу, а предварительно включаются в двойной слой. Вследствие этого поверхностная плотность заряд,з двойного слоя и потенциал электрода увеличиваются, что приводит к растяжению связей между протоном и молекулой воды, т. е. к деформации иона гидроксония и его активации. [c.625]

В отсутствие последних при положительном заряде поверхности электрода емкость велика, так как двойной слой состоит из сильно деформированных анионов. При смещении потенциала в электроотрицательную сторону деформация ионов уменьшается, т. е. возрастает и соответственно уменьшается величина С (П1.4). Вблизи от потенциала, соответствующего потенциалу незаряженной поверхности, изменения емкости почти не происходит. Как только знак заряда поверхности изменится на противоположный, анионы в двойном слое замещаются катионами. Поскольку радиус катионов больше, емкость снижается. В разбавленных растворах диффузность двойного электрического слоя увеличивается, что выражается меньшими значениями емкости. Кроме того, вблизи потенциала незаряженной поверхности на кривых дифференциальной емкости отмечается минимум, так как в этой области отсутствует действие кулоновских сил и тепловое движение вызывает наиболее сильное раз " вание двойного слоя. [c.104]

Роль электроповерхностных неравновесных сил в различных процессах, вероятно, весьма значительна. Деформация двойного электрического слоя может происходить не только под действием внешнего электрического поля (этот случай будет рассмотрен в разд. 5 настоящей главы), но и при действии конвективных потоков жидкои среды, гравитационного поля, поля центробежных сил, ультразвукового поля, механических вибраций, броуновского движения. В частности, [c.197]

Частицы золя могут приобретать дипольные моменты, противоположно направленные внешнему электрическому полю вследствие деформации двойного-электрического слоя в этом поле. Очевидно, при этом центры тяжести положительных и отрицательных зарядов частицы смещаются относительно друг друга, т. е. частицы поляризуются, что приводит к возрастанию диэлектрической проницаемости. Подобный эффект характерен для всех коллоидных систем и раствО ров высокомолекулярных электролитов. [c.222]

Не так давно было показано, что в осадках подвергнутых ультразвуковому облучению суспензий содержатся цепочки частиц, возникающие, по всей вероятности, в результате поляризационного взаимодействия между частицами. Таким образом, при образовании структур в дисперсных системах под влиянием ультразвукового поля важное значение имеет деформация двойного электрического слоя. [c.310]

Наибольшей диффузностью двойной слой обладает вблизи точки нулевого заряда. Метод измерения емкости двойного слоя позволяет исследовать изменения, происходящие в двойном электрическом слое, в частности кинетику адсорбции поверхностно активных веществ, деформацию ионов под влиянием электрического поля, изменение толщины двойного слоя при адсорбции атомов и молекул. Сравнительное изучение поведения ряда металлов в водных растворах показало, что строение ионного двойного слоя относительно мало зависит от природы металла. Вместе с тем определение значения емкости двойного слоя помогает судить о строении и истинной поверхности металлического электрода. Измерения емкости в разбавленных растворах позволили, например, непосредственно проверить на опыте теорию диффузионного строения двойного слоя и определить величину потенциала l3], создаваемого частью двойного слоя, находящейся на расстоянии одного ионного радиуса от поверхности электрода. [c.225]

В последующих исследованиях ряда авторов (Дж. Овербек, Ф. Буф, Д. Генри, С. С. Духин) рассмотрено влияние деформации двойного слоя при наложении внешнего электрического поля (эффекта релаксации) на скорость электрофоретического движения частиц оказалось, например, что при значениях хг, близких к единице, в присутствии трехзарядного противоиона деформация двойного электрического слоя вызывает уменьшение коэффициента k примерно на одну четверть. Все эти поправки должны учитываться при определении -потенциала методом электрофореза. [c.193]

Механизм электровосстановления комплексов металла через предварительную адсорбцию их на поверхности электрода был рассмотрен Е. Лайонсом. Он допускает, что во внутреннюю координационную сферу восстанавливающегося комплекса входит молекула воды или другой лиганд, адсорбированный на поверхности металлического электрода, играющий роль мостика между электродом и центральным ионом металла. Войдя в двойной электрический слой, комплексный ион претерпевает деформацию. По достижении достаточного потенциала сложный ион разрывается, при этом катион металла под влиянием электрического поля входит в сферу влияния электронов кристаллической решетки осадка, а освободившиеся простые анионы вытесняются из двойного слоя в раствор. При этом при соответствующем потенциале не исключена возможность выхода электрона из катода на адсорбированный диполь и его разряд в жидкой фазе (туннельный эффект). [c.399]

Некоторые исследователи указывают также, что разряд комплексных анионов на катоде может облегчаться в результате их деформации в двойном электрическом слое под действием. сильного электрического поля с напряженностью 10 —Ю - В/м и соответствующей их ориентацией как диполей положительным концом по направлению к катоду, отрицательным — в противоположную сторону. [c.244]

В массе раствора М (рис. 6) ионы мигрируют под действием относительно слабых электрических полей, деформация их гидратных оболочек А сравнительно небольшая. От катионов отстают или деформируются те молекулы водьг, которые составляют диффузионную часть гидратной оболочки. При входе катиона в диффузионный слой Д, градиент потенциалов которого выше, чем массы раствора, деформация гидратной оболочки доходит до первого слоя Б молекул. Приближаясь к двойному электрическому слою Э, градиент потенциала возрастает настолько, что из диффузионной части гидратной оболочки отрываются почти все молекулы воды, за исключением первого гидратного слоя, который в сильно деформированном виде сохраняется до следующей ступени катодной реакции В. [c.34]

Возникновение расклинивающего давления в тонких жидких слоях обусловлено, главным образом, двумя факторами. Первый — это электростатическое взаимодействие в слое. Обычно две поверхности жидкого слоя (например, поверхности двух коллоидных частиц) электрически заряжены, и в жидкости вблизи них находятся диффузные электрические слои противоионов. Когда толщина жидкого слоя достаточно велика, эти слои расположены далеко друг от друга и не взаимодействуют (рис. 50,а). При малой толщине жидкого слоя диффузные электрические слои частично перекрываются и ионы в них находятся под одновременным действием двух частиц (рис. 50, б). В результате этого происходит перераспределение ионов, диффузные слои деформируются, и как, например, при деформации двух прижатых друг к другу резин, появляется противодействие — возникают силы отталкивания между двумя поверхностями. Эти электрические силы проявляются в электростатическом расклинивающем давлении Пэл- Дерягин и Ландау на основании теории двойного электрического слоя вывели следующее выражение для Пэл [c.101]

Имеются попытки объяснить зависимость адгезионной прочности от толщины слоя адгезива влиянием твердой поверхности [23, 66], в результате которого возможность деформации тонкого слоя адгезива меньше, чем толстого. Рассмотренное в гл. III влияние твердой поверхности на структуру и свойства слоя полимера также может иногда быть причиной зависимости адгезионной прочности от толщины слоя адгезива. Возможность ориентации адгезива в тонком слое и влияние этого эффекта на адгезионную прочность отметил еще Мак-Бен [67]. Предполагается также влияние на адгезию двойного электрического слоя, возникающего при контакте разнородных твердых тел и распространяющегося в жидкой фазе на расстояние, равное длине [c.169]

Однако с некоторыми объяснениями авторов, особенно в тех случаях, когда они распространяются на биологические частицы, не всегда можно согласиться. В частности, не учтена мозаичная — гидрофильно-гидрофобная — структура поверхности бактериальной клетки, пе обосновано предположение о том, что все молекулы монослоя воды обращены одним знаком диполя к поверхности бактерий (сейчас доказана электрическая неоднородность такой поверхности, показано, что на ней имеются как отрицательно заряженные группы — карбоксильные, фосфатные,— так и группы с положительным зарядом, например ам.монийные). Однако это обстоятельство, очевидно, не может существенно влиять на указанный процесс и будет только способствовать неустойчивости равномерного и перпендикулярного расположения диполей воды вокруг клетки, т. е. в конечном счете, неустойчивости такого состояния клетки, когда она не и.мела бы дипольного момента. Данные относительно увеличения дипольного момента клетки в постоянном электрическом поле, т. е. наведенного электрического дипольного момента, в литературе отсутствуют, однако некоторые исследователи считают, что дипольный люмент коллоидных частиц, в том числе и микроорганизмов, может возрастать в электрическом поле на несколько порядков. Такая дополнительная поляризация, возможно, происходит как за счет изменений электрического состояния внутри клетки, так и вследствие деформации наружного двойного электрического слоя — на этот раз ионного [321]. [c.199]

Рассмотрим модель, в которой приняты некоторые упрощения допускается, что частица перед контактом электрически нейтральна деформация частицы происходит в упругой области. Схема релаксации электрического заряда при разрушении контакта твердой диэлектрической частицы сферической формы с плоской стенкой показана на рис. 1. В том месте, где контакт не нарушен, плотность зарядов определяется свойствами контактирующих поверхностей и равна плотности заряда двойного электрического слоя. В момент контакта заряд частицы будет равен [c.9]

Исследованиями Б. В. Дерягина и С. С. Духина [18, 23] показано, что ионно-электростатическое поле частиц возникает не только за счет избыточных поверхностных дискретных зарядов и ненарушенного двойного электрического слоя, но и благодаря деформации его под влиянием внешнего поля или конвективного движения жидкости при этом возникает электрическое поле, радиус действия которого на несколько порядков выше, чем при термодинамическом равновесии системы. При разноименных потенциалах твердой поверхности или одноименных, но различ ных по величине возникают электроповерхностные силы притяжения между молекулами и частицами. Благодаря суммарному действию всех сил электрической природы толщина аномальных водных слоев в дисперсных системах может достигать сотен и даже тысяч ангстрем. [c.15]

Наиболее точное описание распределения объемной плотности заряда в двойном электрическом слое дает теория Штерна. Для упрощения вывода зависимости энергии отталкивания от расстояния предполагают, что при взаимодействии пластин происходит деформация только диффузной части двойного электрического слоя, поэтому можно воспользоваться теорией Гуи — Чепмена. Ограничимся условием, когда потенциал ср имеет малое значение, и его изменение следует приведенному ранее уравнению (11.124) [c.376]

Расклинивающее давление в тонком слое жидкости, ограниченном двумя поверхностями раздела, отделяющими тонкий слой от массивных основных фаз, обусловлено взаимодействием этих поверхностей раздела. Оно складывается из максвелловских напряжений, обусловленных электрическим полем поверхностей осмотического давления, вызванного различием концентраций ионов в двойном электрическом слое и во внешнем растворе составляющей, обусловленной различием сил молекулярного взаимодействия по разные стороны от границ раздела и составляющей обусловленной деформацией сольватных пленок на поверхности (в случае их существования) [272—276]. [c.179]

С изменением структуры или состояний частиц в двойном слое вблизи поверхности электрода приходится считаться, так как напряженность электрического поля в нем весьма велика. Двойной электрический слой на границе металл — раствор можно в первом приближении рассматривать Как плоский конденсатор с расстоянием между обкладками порядка ионного радиуса (10 —см). Известно, что емкость такого конденсатора составляет 20—40 мк F на 1 см электрохимически активной поверхности.. [33, 44]. Если разность потенциалов между электродом и раствором составляет несколько десятых вольта, то напряженность электрического поля в двойном слое равна 10 —10 В-см . Такие напряженности вызывают, например, в диэлектриках, предпробойные явления или пробой, поэтому неудивительно, что в двойном электрическом слое может наблюдаться не только деформация,.но и разрыв связей в частицах. [c.20]

Влияние неравновесных электроповерхностных сил. Выше были рассмотрены равновесные поверхностные силы, действующие у межфазной границы и способные препятствовать сближению двух одноименно заряженных частиц. В послед- ие годы Б. В. Дерягин и С. С. Духин проанализировали действие электропо- верхностных сил в системах, в которых имеют место нарушения термодинамического равновесия. Они установили, что деформация двойного электрического слоя, вызванная внешним электрическим полем или конвективным движением жидкости, приводит к образованию такого электрического поля, радиус действия которого часто на несколько порядков превосходит радиус действия не-дефммированного слоя в тех же условиях. [c.197]

Следует указать на ряд интересных и важных теоретических исследований, проведенных недавно Б. В. Дерягиным и С. С. Ду-хиным по изучению электрофореза и потенциала седиментации . Эти авторы привлекают внимание к неравновесным электропо-верхностным силам, возникающим вследствие деформации двойного электрического слоя при движении взвешенных частиц. Деформированный двойной слой продуцирует электрическое поле, сфера действия которого часто на несколько порядков превышает сферу действия недеформированного двойного слоя в тех же условиях. С. С. Духин указывает на значение возникающих потоков диффузии, проводит их учет для явления седиментационного потенциала при движении твердых частиц и жидких капель в жидкой среде. Движение взвешенных частиц за счет электрического поля, образующегося при диффузии электролита, названо С. С. Духиным диффузиофорезом. Наличие этого процесса было демонстрировано им на примере осаждения глобул латекса. [c.143]

Комплексный анион иногда представляю как диполь, который адсорбируется на поверхности катода. Войдя в двойной электрический слой, такой аннон претерпевает деформацию, ориентируясь своим положительным концом к катоду, а отрицательным в раствор. По достижении достаточного потенциала сложный анпои разрывается, при этом ион металла входит в сферу влияния электронов кристаллической решетки, а освободившиеся простые анионы вытесняются из двойного слоя в раствор. При соответствующем потенциале не исключена возможность выхода электрона из металла на адсорбированный диполь и разряд его в жидкой фазе (туннельный эффект). Присутствие в электролите поверхностно активных Катионов облегчает разряд комплексного аниона, так как такие катионы, адсорбируясь на поверхности, экранируя ее, тем самым снижают отталкивающее воздействие заряженной поверхности на сложный анион. [c.245]

Деформационное локальное расширение решетки вблизи поверхности металла ведет к отсасыванию электронов из соседних областей, в том числе из френкелевского двойного слоя, вследствие выравнивания уровня Ферми. Возникновение локального потенциала деформации растянутой области сопровождается изменением в противоположном направлении потенциала областей, которые выполнили функцию донора электронов. Нелокализо-ванные электроны френкелевского двойного слоя наименее прочно связаны с ион-атомами остова кристаллической решетки (относительно электронов внутренних областей) и в первую очередь втягиваются в растянутые области кристалла, оголяя поверхностный монослой ион-атомов остова решетки, несущих положительный заряд. В результате такого перетекания электронов образуется двойной электрический слой, состоящий из отрицательно заряженной обкладки — растянутых подповерхностных областей кристалла и положительной обкладки — монослоя выдвинутых наружу положительных поверхностных ион-атомов. Для краткости будем называть такой двойной слой, обусловленный деформацией, внутренним двойным слоем металла. Одновременно изменяется структура френкелевского двойного слоя вследствие частичного ухода в металл внешних электронов и в связи с этим уменьшается тормозящий выход электронов из металла скачок потенциала, а следовательно, уменьшается работа выхода электронов (уровень химического потенциала электронов внутри металла сохраняется). [c.98]

Деформационное локальное расширение решетки вблизи поверхности металла ведет к отсасыванию электронов из соседних областей, в том числе из френкелевского двойного слоя, вследствие выравнивания уровня Ферми. Возникновение локального потенциала деформации растянутой области сопровождается изменением в противоположном направлении потенциала областей, которые выполнили функцию донора электронов. Нелокализованнце электроны френкелевского двойного слоя наименее прочно связаны с ион-атомами остова кристаллической решетки (относительно электронов внутренних областей) и в первую очередь втягиваются в растянутые области кристалла, оголяя поверхностный монослой ион-атомов остова решетки, несущих положительный заряд. В результате такого перетекания электронов образуется двойной электрический слой, состоящий из отрицательно заряженной обкладки — растянутых подповерхностных областей кристалла и положительной обкладки — монослоя выдвинутых наружу положительных поверхностных ион-атомов. Для краткости будем называть такой двойной слой, обусловленный деформацией, внутренним двойным слоем металла. [c.101]

Роль электроповерхностных неравновесных сил в различных процессах, вероятно, весьма значительна. Деформация двойного электрического слоя может происходить не только под действием внешнего электрического поля (этот случай -будет рассмотрен в разд. 5 настоящей главы), но и при действии конвективных потоков жидкой среды, гравитационного поля, поля центробежных сил, ультразвукового поля, механических вибраций, броуновского движения. В частности, выло обнаружено влияние электрического поля, возникающего при оседании мелких частиц, на скорость седиментации. В. Г. Левичем и-А.-Н. Фрумкиным было указано, что вблизи поверхности капли, движущейся в жидкой среде, может возникать электрическое поле диффузионного происхождения. Поляризация ионных слоев, наступающая вследствие деформации двойного электрического слоя, обусловливает проявление дальнодействующих сил притяжения между индуцированными диполями. Наконец, Штауф наблюдал образование периодических структур из непроводящих кол.иоидных частиц, находящихся в переменном электрическом поле. Некоторые из этих эффектов более подробно рассмотрены в гл. IX. [c.197]

При деформировании пластичных смазок может наблюдаться значительное изменение их диэлектрических параметров — диэлектрической проницаемости (е), тангенса угла диэлектрических потерь б) и электропроводности (у). Чувствительность е к сдвигу связана с ориентацией аиизодиаметричных частиц и проявляется в системах, которые способны к макроструктурной иоляризации. Важную роль при этом играют гидроксильные группы, содержащиеся в мылах. Быстрая остановка потока смазки сопровождается практически мгновенной цементацией той структуры, которая имеется в потоке. Это приводит к образованию электрически анизотропных структур, длительно существующих без изменений. Изменение tg б и V в потоке определяется существованием в неводных дисперсных системах на границе раздела фаз двойного электрического слоя. Деформирование смазок нри относительно низких скоростях сопровождается, вследствие разрушения структуры, падением электропроводности и тангенса угла потерь, определяющегося потерями проводимости. При высоких скоростях деформации наблюдается возрастание б и V. Инверсия эффекта изменения электропроводности, по-видимому, связана с деформацией и, возможно, срывом ионной оболочки, окружающей частицу. [c.148]

Одним из основных вопросов электрореологии дисперсных систем является выяснение природы электрореологического эффекта. Анализ отдельных механизмов ЭРЭ — ориентация анизодиаметричных частиц, деформация двойного электрического слоя, взаимодействие частиц, межэлектродная осцилляция частиц — показывает, что главной причиной значительного повышения вязкости в электрическом поле является структурообразование. [c.110]

Другим свойством, характеризующим величину пограничного натяжения на границе электрод — раствор, является твердость электрода. Согласно теории разрушения твердых тел, развитой Ребиндером [256, 257], всякое воздействие, приводящее к умень-гпению пограничного натяжения на внутренних поверхностях микрощелей, возникающих в процессе разрушения, вызывает понижение твердости тела и его способности сопротивляться хрупким пли пластическим деформациям. Поэтому зависимость твердости от потенциала электрода аналогична обычной электрокапиллярной кривой на ртути, причем наибольшее значение твердости или прочности (Я) соответствует т. н. з. [257—260]. На рис. 29 приведены кривые зависимости твердости металлического таллия от потенциала в 1 н. Ма2504, а также с добавкой изоамилового спирта [257] и соответствующие им электрокапиллярные кривые, измеренные на 41,5%-ной амальгаме таллия [246]. Этот рисунок иллюстрирует электрокапиллярный эффект понижения твердости как под действием зарядов двойного электрического слоя, так и в результате адсорбции на электроде поверхностноактивного органического вещества. [c.240]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология