Плотность поверхностного заряда и потенциал

Обратноосмотические мембраны отличаются от других типов мембран (ионно-обменных, непористых, ультрафильтрационных) невысокой плотностью поверхностного заряда, малыми размерами пор (г 20 30 А) и отрицательной адсорбцией растворенного вещества, связанной с дальнодействием поверхностных сил. Поэтому в первом приближении можно использовать для расчетов модель незаряженных пор. Ввиду малости размеров пор и неопределенности их геометрии целесообразным упрощением является введение средних скоростей течения жидкости в порах и//и (где т — пористость мембраны), средних коэффициентов диффузии растворенного вещества в поровом пространстве а, также осредненных по сечению пор значений концентрации С и потенциала взаимодействия молекул с поверхностью пор Ф = i//k7. Расчет осредненных значений и Ф применительно к различным моделям пористой структуры (цилиндрические и щелевые поры) сделан в работах [28—30]. [c.300]

Интересен и важен вопрос о том, какова должна быть плотность поверхностного заряда для обеспечения наблюдающихся в опытах пограничных скачков потенциала. Все ли поверхностные атомы и молекулы должны быть ионизированы К решению этого вопроса можно подойти различными методами. Один из [c.15]

Уравнение Гуи выражает плотность поверхностного заряда т)о как функцию безразмерного потенциала Ф1 (или потенциала в плоскости наибольшего приближения ионов и равновесной концентрации электролита в растворе с. Этот потенциал на внешней границе плотного слоя играет (см. дальше) исключительно важную роль в коллоидной химии. [c.185]

Электрокапиллярный эффект — а/ /ф = р,, где р -плотность поверхностного заряда, ф-потенциал электрода (ур-ние Липмана, см. Электрокапиллярные явления). [c.590]

В начале этой главы были рассмотрены различные способы возникновения заряда на поверхности и выяснено, что количество их зависит от свойств поверхности и процессов, которые на ней происходят. С другой стороны, из выражения (22) для потенциала плоского конденсатора видно, что он определяется плотностью поверхностных зарядов. Следовательно, -потенциал характеризует поверхность коллоидной [c.82]

Рассматриваемая теория развивалась в предположении, что деформации подвергается только диффузная часть ДС, т. е. плотность поверхностного заряда остается неизменной. При увеличении концентрации электролита диффузная часть ДС сжимается, что при постоянной величине поверхностного заряда приводит к уменьшению штерновского потенциала. В полном согласии с этими элементарными соображениями находится уменьшение штерновского потенциала (по абсолютной величине), сопутствующее росту концентрации (см. рис. 1, б). Таким образом, слабая деформация ДС обусловлена концентрационной поляризацией. [c.102]

На рис. 11.15 представлена зависимость плотности поверхностного заряда металлов (как жидких, так и твердых) от потенциала в водных растворах разбавленного электролита одной и той же концентрации и природы, из которого видно, что в области отрицательных зарядов зарядовые кривые всех приведенных на рисунке металлов выпрямляются и становятся [c.264]

На рис. 1.12 представлена зависимость плотности поверхностного заряда металлов (как жидких, так и твердых) от потенциала в водных растворах разбавленного электролита одной и той же концентрации и природы, из которого видно, что в области отрицательных зарядов зарядовые кривые всех приведенных на рисунке металлов выпрямляются и становятся параллельными друг другу с общим тангенсом наклона равным 18 мкФ/см , в точности соответствуя величине С по теоретическому уравнению (1.46). [c.26]

Известно, что величина обратно пропорциональна квадратному корню из ионной силы, так что она тем меньше, чем больше концентрация ионов и чем выше их валентность. Как видно из уравнений (1) и (10), уменьшение плотности поверхностных зарядов сг или толщины диффузного двойного слоя й. приводит к уменьшению -потенциала. Поэтому величина [c.711]

Измеряя с помощью различных методов поверхностный потенциал, удается определить плотность поверхностных зарядов в мембранах. Учет поверхностного потенциала и электростатических взаимодействий ионов с фиксированными зарядами позволил, например, объяснить влияние солей на интенсивность флуоресценции хлорофилла (см. 3, 4 гл. ХХУП), взаимодействие заряженных красителей и редокс-медиаторов с фотосинтетической мембраной. [c.91]

Представляет особый интерес вопрос — могут ли начаться фазовые переходы липидов при освобождении или адсорбции катионов на мембранной поверхности Связывание катионов заряженными липидами сильно зависит от поверхностного потенциала, который имеет разные значения в гелеобразном и жидкокристаллическом состояниях из-за различий в молекулярной упаковке (или плотности поверхностного заряда) в этих двух состояниях. При определенных физиологических условиях структурные изменения липидов могут вызвать выбросы двухвалентных катионов с мембранной поверхности. Например, при переходе гель —жидкий кристалл с липидной поверхности освобождаются ионы Са - -. [c.86]

Агрегативная устойчивость С. (способность частиц сохранять свои первоначальные размеры, не слипаться) зависит от плотности поверхностного электрич. заряда частиц, их потенциала (потенциал Штерна), толщины двойного электрического слоя, интенсивности взаимод. частиц со средой (лиофильности С.). Понижение этих параметров приводит к потере агрегативной устойчивости. Осаждение частиц из С. (разделение фаз) м. б. значительно ускорено путем их укрупнения в результате коагуляции (флокуляции) при введении в С. электролитов (флокулянтов), под действием электрич. поля, магн. или электромагн. полей, жесткого ионизирующего излучения, теплового воздействия. Осадки, образующиеся из коагулированных С., являются более рыхлыми, имеют больший седиментационный объем, чем осадки, получаемые из агрегативно устойчивых С. Процессы разделения С. реализуются, напр., при очистке сточных вод в разл. типа отстойниках, фильтрах, флотаторах, гидроциклонах и центрифугах. [c.480]

В этой модели ионизация поверхности рассматривается как результат нескольких (обычно от одной до четырех) поверхностных химических реакций, каждая из которых характеризуется определенной константой равновесия. Поверхностные концентрации заряженных реагентов, по предположению, зависят от среднего электростатического потенциала той плоскости, в которой образуется комплекс данного типа в соответствии с законом Больцмана. Были рассмотрены модели с центрами одного типа, например только с кислотными группами, и двух типов — применительно к веще- ствам, обладающим амфотерными свойствами. Дискретность поверхностного заряда учитывается здесь только в том плане, что задается поверхностная плотность ионизируемых групп каждого типа. В чистой модели Гуи поверхность раздела характеризуется, таким образом, только числом диссоциирующих групп и константами равновесия. В моделях Штерна и Грэма к этим характеристикам добавляются соответствующие емкости и адсорбционные константы. В простейших случаях получающиеся при зтом изотермы диссоциации или адсорбции, как нетрудно показать [76], вполне эквивалентны обычной изотерме Штерна с учетом или без учета конкурентной борьбы между Ионами за обладание связываюш им центром в зависимости от физического содержания конкретной модели. [c.23]

Из изложенного видно, что для описания структуры ДЭС необходимо знание трех параметров — потенциала поверхности г )о, потенциала слоя Штерна l)i и электрокинетического потенциала или соответственно поверхностного заряда оо, заряда слоя Штерна a t и электрокинетического заряда Of. Що недавнего времени определяли только первый и последний параметры. Поверхностный заряд обычно определяют из данных потенциометрического титрования дисперсий, когда известен состав потенциалопределяющих ионов (галогениды серебра, оксиды). Он может быть также найден, как показано в [6], по величине суммарного поглощения противоионов, которая для лиофобных коллоидов с малой плотностью зарядов поверхности находится с помощью радиоактивных индикаторов. Далее по величине сго вычисляют значение г зс1 в предположении диффузного строения ДЭС по формуле (1.2). Конечно, это грубое приближение, которое оправдано лишь для разбавленных растворов электролитов с однозарядными противоионами, т. е. при пренебрежимо малой концентрации ионов в слое Штерна. [c.12]

Штерн попытался учесть влияние специфической адсорбции на электрический потенциал, обусловленной действием ковалентных сил дополнительно к электростатическим силам. Так как радиус действия сил такой адсорбции соизмерим с размером ионов, это дает основание учитывать их только для иоиов, входящих в плотный слой Гельмгольца. Как видно из рис. И. 13, плотность поверхностного заряда противоионов можно разделить на две части плотность заряда обусловленного монопонным слоем, представляющим собой слой Гельмгольца, и плотность заряда диффузного слоя Гуи. Общая поверхностная плотность заряда двойного электрического слоя равна сумме поверхностиых плотностей зарядов плотного и диффузного слоев [c.60]

Связь между межфазным поверхностным натяжением и электрическим потенциалом поверхности выражается уравнениями Липпмана (1.23) и (1.24). Зависимость поверхностного натяжения от электрического потенциала называют электрокапиллярной кривой. Для межфазной границы ртуть — раствор электрокапиллярные кривые получают обычно с помощью капиллярного электрометра. Используя уравнения Липпмана, по электрокапиллярной кривой можно рассчитать плотность за )яда на поверхности ртути, диф([)ерепциальную емкостр. двойного электрического слоя для определенного состава раствора и определить точку нулевого заряда (т. н.з.), т. е. то значение потенциала, при котором плотность поверхностного заряда qs — 0, а а имеет максимальное значение. [c.27]

Рассмотрим подробнее свойства параметра 6. Из уравнения (XII. 27) следует, что o не зависит ни от плотности поверхностного заряда г о, ни от потенциала (xjjo или xjji), а является функ-иией лишь заряда ионов и концентрации электролита (при Т = = onst). [c.204]

Рассмотрим подробнее свойства параметра S. Из уравнения (XII. 21) следует, что б не зависит ни от плотности поверхностного заряда т]о, ни от потенциала (ij o или it>i), а является функцией лишь заряда ионов и концентрации электролита (при Т = onst). [c.189]

Функция Ре., заданная уравнением (П.1.3), в силу соотношения (П.1.4) является потенциалом взаимодействия частиц в растворе электролита при постояшюм заряде каждой частицы. Однако использовать формулу (П.1.8) для нахождения Ре, интегрируя только по объему дисперсионной среды, можно при условии отсутствия поля внутри частиц, когда их поверхности изопотенциальны. Но для участков поверхностей, ионные атмосферы которых перекрываются с атмосферами соседних частиц, условие изопотенциальности несовместимо с условием постоянства поверхностной плотности заряда. Ввиду этого постоянство суммарного заряда частицы могло бы сохраняться при сближении с нею другой частицы только за счет изменения плотности заряда на участках поверхности, удаленных от зоны перекрытия. Однако на этих участках локальная плотность поверхностного заряда, являющаяся функцией локального значения потенциала, не может меняться в зависимости от ситуации в удаленных от них участках поверхности. [c.190]

Рассмотрим две. параллельные пластинки, погруженные в раствор электролита. Проще всего вывести электростатическую слагающую расклинивающего давления, предполагая, что при утоньшении прослойки раствора электролита электрический потенциал на ее границах не меняется. Даже не проводя интетрирования уравнения Пуассона — Больцмана (1У-6) при этих граничных условиях, можно увидеть, что с уменьшением толщины прослойки Н снижается плотность поверхностного заряда на ее границах а и, как следствие [см. уравнение (1У-15)], [c.549]

Среднее значение потенциала пика десорбции н-амилового спирта на приведенных металлах составляет 3,3 В среднее значение плотности поверхностного заряда (третья строка таблицы), соответствующего этому пику, — 9,15 мкКл/см , что свидетельствует об отсутствии влияния природы металла на процесс появления пика на вольтфарадной кривой. Очевидно, что этот максимум на С — ( -зависимости отвечает одному и тому же отклику взаимодействия свободного электрона металла с молекулой адсорбата. Теперь, поскольку обнаружилась аналогия с явлениями туннелирования, появляется возможность изучения электронной эмиссии и кинетических параметров на межфазной границе металл-раствор электролита с помощью методов измерения дифференциальной емкости двойного слоя, которые значительно менее трудоемки, чем методы туннельной спектроскопии. [c.341]

Таким образом, при постоянной емкости кривая зависимости 7 от V должна иметь параболическую форму, и при 7макс плотность поверхностного заряда должна быть равна нулю. Отклонения от параболической формы указывают, что на поверхности раздела происходит специфическая адсорбция какого-либо компонента системы. При ионной адсорбции специфическая адсорбция анионов усиливается, если приложенный потенциал делает ртуть положительно заряженной, и уменьшается, если ртуть становится отрицательно заряженной. [c.179]

Рассматривается двойной электрический слой на плоской границе (х = —Р) раздела двух фаз, одной из которых является поверхностно-активный электролит (х>Р), а другая представляет собой либо идеальный диэлектрик с диэлектрической проницаемостью Оь либо идеально поляризуемый металлический электрод, характеризуемый средней плотностью поверхностного заряда д. Предполагается, что специфически адсорбированные ионы имеют одинаковую валентность и удерживаются специфическими адсорбционными силами (ковалентными или ван-дер-ваальсовыми) в фиксированных положениях на плоскости х= О (средняя плотность адсорбированного заряда будет обозначаться через а). Предполагается также, что минимальное расстояние, на которое могут приблизиться к границе раздела центры неадсорбированных ионов, равно б (6 >Р). Поэтому все пространство оказывается условно разделенным на три области I (х< — р) — граничащая с раствором фаза П (—х< 7 = б — Р) — внутренняя, или плотная, часть двойного слоя И1 (х> у) —диффузная область двойного слоя. Предполагается, что распределение потенциала в плотном слое, как и во всех остальных областях, описывается усредненным уравнением Пуассона, причем диэлектрические проницаемости Да и Оз, учитывающие наличие растворителя, различны для плотной и диффузной областей. Задача, таким образом, заключается в нахождении совместного решения трех уравнений Пуассона при заданном распределении заряда в областях I и И [c.223]

На рис. 1.11 представлены профили электрического потенциала, рассчитанные [106] по уравнению (1.36) для канала длиной 10 А и радиусом а = 5 Ас различной плотностью заряда стенок. Дебаевская длина Lp была взята равной 5 А. Цифры у кривых показывают число однозарядных фиксированных ионов (/V), расположенных в канале. Плотность заряда пропорциональна N и при N = 1 равна 5,1 мкКл/см . По оценке авторов [106], плотность поверхностного заряда для мембран Nafien с эквивалент-34 [c.34]

Объемная плотность электричееко-го заряда Поверхностная плотность электрического заряда Электрическое напряжение, электрический потенциал, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила Напрялсениость электрического поля [c.211]

Электрическое поле в атмосфере. [24]. Почти всегда вертикальная составляющая электрического поля в атмосфере значительно превосходит его горизонтальные составляющие, что соответствует отрицательному заряду земной поверхности. Средняя поверхностная плотность электрического заряда Земли равна йСЦйя = = —3,45-10 ед. СГСЭ/сл . Полный заряд Земли равен Q = —17-10 ед. СГСЭ = —5,7-10 к. Приведенные значения получены в предположении, что средний, вер-Згикальный, градиент электрического потенциала, у земной поверхности равен 130 в м. [c.1005]

Строение двойного электрического слоя. Основываясь на экспериментальных данных, полученных Квинке при изучении электрокинетических явлений, Г. Гельмгольц предложил первую модель двойного электрического слоя. Согласно воззрениям Гельмгольца, в дальнейшем развитым М. Смолуховским и Ж. Перреном, двойной электрический слой рассматривается как заряженный плоский конденсатор. На поверхности находится слой ионов, называемых потенциалобразующими, а на некотором расстоянии от нее в жидкой фазе находятся, удерживаемые силой электростатического притяжения, ионы противоположного знака, называемые противоионами. Модель Квинке — Гельмгольца предполагает, что расстояние между плотным слоем противоионов и слоем потенциалопределяющих ионов повсюду одинаково. По условию электронейтральности удельные поверхностные заряды (поверхностные плотности зарядов) обенх составляюш,их частей двойного электрического слоя должны быть равны по абсолютной величине д+=д . Скачок потенциала для модели Квинке — Гельмгольца рассчитывается по известной формуле для плоского конденсатора 9=СД >1, в которой С—емкость плоского конденсатора на единицу площади, причем С = еео- - (еео — [c.87]

Электреты представляют собой пленочные полимерные диэлектрики, способные длительное время находиться в наэлектризованном состоянии. В качестве материала для изготовления электретов йспользуют ПТФЭ, поли-винилиденфторид, полифениленоксид, ПИ, ПК, ПЭТФ, ПА, ПВХ, полиметилме такрилат (ПММА). Важнейшие характеристики электретов — поверхностная плотность зарядов, потенциал поверхности и время жизни зарядов. Так, на пленках толщиной 1...2 мкм поверхностная плотность зарадов может составить (3...5)Ю Кл/м (ПММА), на пленках толщиной 10 мкм — Кл/м [c.77]

Р1етс, Левине и Хили [200] представили математическую теорию и уравнения, выражающие величину поверхностного заряда в зависимости от pH при различных концентрациях электролита. Если выбираются определенные значения электрических емкостей для межфазной границы, то такая модель воспроизводит характерные свойства системы кремнезем—вода, а именно высокую плотность зарядов на поверхности и умеренное значение электрокинетического потенциала. Выбор подобных электрических емкостей в качестве модели предполагает, что диполи ионных пар расположены почти параллельно поверхности и что катионы находятся очень близко или входят частично в пределы плоскости поверхности. [c.920]

Одно время предполагали, что плотность Q заряда двойного слоя можно получить из -потенциалов посредством применения теории Гуи — Чэпмена [см. уравнение (5)], что отождествляет -потенциал и г 7. Если бы это было справедливо, то можно было бы определять -потенциал по адсорбционной плотности. Однако экспериментально доказано, что значения Q, вычисленные по -потенциалу, прогрессивно уменьшаются по сравнению с ионными, адсорбционными плотностями при увеличении плотности заряда, и при высоких плотностях заряда расхождение является десятикратпым (Хейдон, 1960 Салиб и Китченер, 1964). Другими словами при этих условиях большая часть противоионов, присутствующая в адсорбированном слое, является электрокинетически инактивной. Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что противоионы, сильно связанные со слоем Гельмгольца (т. е. противоионы, находящиеся в слое Штерна), являются действительно неподвижными. Конечно, альтернативно можно доказать, что высокий потенциал может привести к толстому слою неподвижного растворителя. Салиб и Китченер показали как, в принципе, этот вопрос может быть решен путем точных измерений отрицательной адсорбции ко-понов но попытка выполнить такие измерения с порошком графита, имеющим физически адсорбированный слой ионного поверхностно-активного вещества, оказалась неудачной по техническим причинам. Простейшая гипотеза заключается в том, что С-нотенциал — потенциал в жидкости за слоем Штерна. Это выполнимо, если плотность заряда низка и противоионы слабо ассоциированы. Для высокой плотности заряда можно предположить, что t-потенциал — потенциал диффузной части [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология