Штерна теория строения двойного электрического сло

Современная теория строения двойного электрического слоя основана на представлениях Штерна. Она объединяет две предыдущие теории. Согласно современной теории слой противо ионо состоит из двух частей (рис. П. 13). Одна часть находится в непосредственной близости к межфазной поверхности и образует слои Гельмгольца (адсорбционный слой) толщиной б не более диаметра гидратированных иоиов, его составляющих. Другая часть противоионов находится за слоем Гельмгольца, в диффузной части (диффузный слой Гуи с потенциалом ф ), толщина I которой может быть значительной и зависит от свойств и состава системы. Потенциал в диффузной части двойного электрического слоя не может зависеть линейно от расстояния, так как ионы в нем распределены неравномерно. В соответствии с принятыми представлениями иотенциал в слое Гельмгольца при увеличении расстояния от слоя потенциалопределяющих ионов сни- [c.54]

Современная теория строения двойного электрического слоя во многом исходит из представлений Штерна, допустившего, что в двойном слое следует различать плотную часть, толщина которой принимается равной среднему ионному радиусу электролита, и диффузную часть с постепенно [c.102]

Все эти затруднения в значительной мере преодолены в теории строения двойного электрического слоя, предложенной Штерном. [c.184]

Современная теория строения двойного электрического слоя развивалась в трудах Гун, Чепмена, Штерна, Фрумкина, Грэма и других ученых. Она основана на анализе электростатических взаимодействий ионов в двойном электрическом слое в сопоставлении с межмолекулярными взаимодействиями и тепловым движением ионов. [c.176]

Вследствие малого радиуса действия адсорбционных сил можно, до некоторой степени условно, выделить в двойном электрическом слое две основные части (рис. VII—3) более близкую к поверхности плотную часть (слой Штерна—Гельмгольца), где адсорбционные силы существенны, и более удаленную диффузную часть (слой Гун—Чепмена), где ими можно пренебречь. Главной задачей теории строения двойного электрического слоя является количественное описание распределения концентрации присутствующих в системе ионов Пг [c.178]

Современная теория строения двойного электрического с.юя основана на представлениях Штерна. Она объединяет две предыдущие теории. Согласно современной теории слой противоионов состоит из двух частей (рис. 11.16). Одна часть примыкает непосредственно к межфазной поверхности и образует адсор- [c.67]

Используя теорию строения двойного электрического слоя, развитую Гуи и Штерном, и имея в виду указанные идеи, А. Н. Фрумкин создал количественную теорию перенапряжения. Важнейшее уравнение [c.98]

Рис. П.П. Схема строения двойного электрического слоя, но теории Штерна

На рис. 34 представлена схема строения двойного электрического слоя по теории Штерна, которая наиболее полно удовлетворяет экспериментальным данным. На схеме положительные ионы, входящие в состав твердой фазы, образуют внутреннюю обкладку двойного слоя и являются потенциалопределяющими. Отрицательные ионы (противоионы) составляют внешнюю обкладку, состоящую из двух частей плотной — вблизи поверхности (слой Штерна толщиной 6) и размытой, находящейся в состоянии теплового движения (диффузный слой). Полное падение потенциала в двойном слое фо складывается из падения потенциала в штерновском (фб) и диффузном слоях (ф ). [c.135]

Теория Гуи оправдывается лучше всего там, где теория Гельмгольца оказывается неприложимой, и наоборот, последняя дает лучшую сходимость с опытом в тех случаях, когда первая дает неверные результаты. Отсюда вытекает, что строение двойного электрического слоя должно представлять собой некоторое сочетание моделей, предложенных Гельмгольцем и Гуи. Такое предположение было сделано Штерном (1924) в его адсорбционной теории двойного электрического слоя. Штерн полагал, что определенная часть ионов удерживается вблизи поверхности раздела металл — электролит, образуя гельмгольцевскую обкладку двойного слоя с толщиной, отвечающей среднему радиусу ионов электролита . Остальные ионы, входящие в состав двойного слоя, распределяются диффузно с постепенно убывающей плотностью заряда. Для диффузной части двойного слоя Штерн, так же как и Гуи, пренебрег [c.272]

Появление окисла на поверхности металла изменяет строение двойного электрического слоя. В этом случае его уже нельзя представить простой моделью Штерна, которая использовалась при создании теории водородного перенапряжения. По Геру и Ланге [c.390]

Появление окисла на поверхности металла изменяет строение двойного электрического слоя. В этом случае его уже нельзя представить простой моделью Штерна, которая использовалась при создании теории водородного перенапряжения. В этом случае, по Геру и Ланге (1958), к падению потенциала в гельмгольцевской и диффузной частях двойного слоя, учитываемых в модели Штерна, следует добавить падение потенциала в слое окисла (рис. 84). Часто [c.457]

Диффузное распределение зарядов по теории Гуи дает кривую потенциала, полого спадающую по мере удаления от твердой фазы (рис. 105). В дальнейшем теория строения двойного слоя разрабатывалась О. Штерном (1924) и А. Н. Фрумкиным и его школой, которые предложили следующую теорию двойной электрический слой на границе твердое тело— жидкость образуется под влиянием двух взаимно противоположных сил электростатических и диффузионных. В результате взаимодействия указанных сил противоионы в жидкости образуют около твердой поверхности адсорбента два слоя 1) адсорбционный (неподвижный) слой, прочно связанный с адсорбентом, и 2) подвижный слой, расположенный в дисперсионной среде (рис. 105, а). [c.359]

Двойной слой на границе раствор —металл создается электрическими зарядами, находящимися на металле, и ионами противоположного знака противоионами), ориентированными у поверхности электрода. В формировании ионной обкладки двойного слоя принимают участие как электростатические силы, под влиянием которых противоионы подходят к поверхности электрода, так и силы теплового (молекулярного) движения, в результате действия которых двойной слой приобретает размытое, диффузное строение. Кроме того, в создании двойного электрического слоя на границе металл —раствор существенную роль играет эффект специфической адсорбции поверхностно-активных ионов и молекул, которые могут содержаться в электролите. Теория двойного электрического слоя сложилась на основе работ Гельмгольца, Штерна, А. И. Фрумкина и др. [c.473]

Строение коллоидной мицеллы. Теория двойного электрического слоя Штерна дала возможность объяснить строение частиц дисперсной фазы. Сведения о коллоидных ча-.стицах, использованные при описании способов получения коллоидных систем, требуют уточнения. Указывая, например, что при взаимодействии иодида калия с нитратом серебра можно получить золь иодида серебра, мы упрощенно характеризуем его состав. Кроме иодида серебра, составляющего основную массу дисперсной фазы, в нее включаются и другие вещества, которые могут существенным образом влиять на свойства золя. [c.102]

Как образуется двойной электрический слон н каково его строение по теории Гельмгольца, Гуи, Штерна - [c.133]

Возвращаясь к теории Штерна, отметим, что образование двойного слоя в какой-то мере сходно с обычной адсорбцией. Это сходство отражается некулоновским потенциалом Ф в уравнении Штерна. Если электрический потенциал равен нулю, уравнение (1У-8) приобретает вид, весьма схожий с изотермой адсорбции Лэнгмюра (см. разд. УП1-1). Некоторые особенности строения двойного слоя рассматриваются также в разд. 1У-6. [c.167]

Это явление может возникать в результате следующих причин. Как известно, твердая частица, находящаяся в растворе электролита, окружена двойным электрическим слоем. Штерн [Л. 49, 50] в 1924 г. предложил теорию строения двойного электрического слоя, в которой объединил существовавшие ранее теории Гельмгольца— Перрена и Гуи — Чэмпена. [c.69]

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]

Детальное рассмотрение теории Гуи показывает, однако, что она не охватывает всей проблемы строения двойного электрического слоя и имеет ряд недостатков. По поводу теории Гуи Штерн в своей статье пищет следующее Вывод уравнения предполагает, что концентрация ионов даже на самой границе раздела столь мала, что для осмотического давления справедливы газовые законы. Это означает, что, например, при 1,0 н. растворе эта формула (уравнение Гуи) применима максимум до разности потенциалов, равной 0,1 в. Вследствие этого ограничения практическая применимость формулы становится почти иллюзорной. Но даже и в этой ограниченной области она не согласуется с опытом, так как дает слишком большие значения для емкости (приблизительно 240 мкф см ). Легко видеть, отчего происходит это отклонение. Большая емкость означает, что заряды, сидящие на отрицательных ионах, находятся очень близко [c.33]

Если говорить о дальнейшем развитии наших представлений в области строения двойного электрического слоя, то следует указать, что после теорий Гуи и Штерна, каких-либо общих теорий подобного масштаба не появлялось, хотя и были попытки построения отдельных аспектов теории двойного слоя с использованием методов термодинамики необрати-мых процессов и статистики. Предлагались некоторые уточнения картины строения двойного слоя, представленной Штерном. Так, например, Грэм предложил провести подразделе- ние внутренней части двойного слоя для слу- чая, когда имеет место специфическая адсорб- ция наряду с адсорбцией ионов за счет электростатических сил. Такое подразделение приводит к тому, что выделяется отдельно плоскость, проходящая через центры специфически адсорбированных ионов, со значением потенциала и плоскость, проходящая через центры неспецифически адсорбированных ионов, со значением потенциала г зв. Это позволяет уточнить величину поправки на объем ионов, входящих в двойной слой, что не учитывалось классическими теориями. Схема строения двойного электрического слоя, согласно Штерну и Грэму, а именно, его внутренней части (гельмгольцевский слой), приведена на рис. 23. [c.45]

Особенности образования первого слоя ионов в жидкости отражены в его названии — адсорбционный слой. За пределами адсорбционного слоя начинается диффузный слой. Диффузный слой, по теории Штерна, обладает теми же свойствами, что и диффузный слой Гуи —Чапмена повышение концентрации электролитов приводнт к его сжатию, причем способность ионов сжимать диффузный слой возрастает с увеличением их валентности. Строение двойного электрического слоя в соответствии с теорией Штерна показано на рис. 36. [c.92]

Строение двойного электрического слоя еще более усложняется, если имеются специфически адсорбирующиеся ионы. Штерн полагал, что специфическая адсорбция подчиняется изотерме Лэнгмюра. Однако впервые Парсонс обратил внимание, что уравнение Лэнгмюра неприложимо к системе специфически адсорбированных анионов на поверхности ртути, так как оно не учитывает взаимодействия заряженных частиц. Другой недостаток теории Штерна, сводящийся к отождествлению плоскос- [c.230]

Теория Гуи оправдывается лучше всего там, где теория Гельмгольца оказывается неприложимой, и, наоборот, последняя дает лучшую сходимость с опытом в тех случаях, когда первая дает неверные результаты. Следовательно, строению двойного электрического слоя должно отвечать некоторое сочетание моделей, предложенных Гельмгольцем и Гуи. Такое предположение было сделано Штерном (1924) в его адсорбционной теории двойного электрического слоя. Штерн полагал, что определенная часть ионов удерживается вблизи поверхности раздела металл — электролит, образуя гельмгольцевскую обкладку двойного слоя с толщиной, отвечающей среднему радиусу ионов электролита . Остальные ионы, входящие в состав двойного слоя, распределяются диффузно с постепенно убывающей плотностью заряда. Для диффузной части двойного слоя Штерн, так же как и Гуи, пренебрег собственными размерами ионов. Кроме того, Штерн высказал мысль, что в плотной части двойного слоя ионы удерживаются не только за счет электростатических сил, но и за счет сил специфической адсорбции, т. е. силами некулоновского происхождения. Поэтому в растворах, содержащих поверхностно-активные ионы, их число в гельмгольцевском двойном слое может быть не эквивалентным заряду поверхности металла, а превосходить его на некоторую величину, зависящую от свойств иэпов и заряда металла. Таким образом, по Штерну, следует различать две модели двойного электрического слоя, одна из которых относится к растворам поверхностно-инактивных электролитов, [c.271]

Под действием теплового движения упорядоченное расположение компенсирующих иЬнов в растворе нарушается, вследствие чего в другом предельном случае двойной электрический слой приобретает структуру диффузного двойного слоя, по Гуи(рис. 43,//) толщина этого слоя может составлять, например, в 0,001 н. КС 10 ммк, а в 0,1 н. КС1 — 1 ммк. Фактически следует представлять что часть ионов находится на молекулярном расстоянии от повер х ности, образуя гельмгольцевский двойной слой (рис. 43, III, АВ) а другая часть ионов образует диффузный двойной слой (рис. 43, III ВС). Таково строение двойного электрического слоя по Штерну (рис. 43,///), теория которого является наиболее общей. При раз бавлении раствора структура двойного электрического слоя при ближается к структуре слоя Гуи, а при повыщении концентрации — слоя Гельмгольца. [c.92]

Строение двойного электрического слоя по теории Штерна. В теории двойного электрического слоя, предложенной О. Штерном, используются следующие предпосылки. Формирование слоя противоионов определяется не только элек- [c.109]

Чапмена повышекие концентрации электролитов приводит к его сжатию, причем способность ионов сжимать диффузный слой возрастает с увеличением их валентности. Строение двойного электрического слоя в соответствии с теорией Штерна показано на рис. 52. [c.111]

На основе строения ССЕ и теории двойного электрическог1) слоя Штерна, но МОжны два случая. Первый характеризуется отношением hjr—>-0 в этом случае толщина двойного слоя П(з Гельмгольцу — Перрену на поверхности ядра ССЕ мала и приближается к монослою. Второй случай описывается отношением /г/г—оо. Для этого случая толщина двойного электрического слоя. значительна по сравнению с радиусом кривизны ядер ССЕ. Распределение молекул в адсорбционно-сольватном слое отличается от первого случая. [c.159]

Штерн предложил р ассматривать двойной электрический слой состоящим из двух частей внутренней (плотный слой Гельмгольца) и внешней (диффузный слой). Это позволило использовать теорию Гуи — Чепмена для описания строения внешней части слоя, где можно пренебречь адсорбционными силами и размерами иоиов. Внутреннюю часть Штерн представил как адсорбционный мопоионный слой толщиной не менее двух радиусов ионов (см. рис. 11.13). Введенный Штерном потенциал часто называют штерновским. [c.60]

Развитие электрохимической кинетики стало возможным в значительной мере в результате успехов, достигнутых в познании строения границы раздела электрод — раствор. Теория двойного электрического слоя начала развиваться значительно раньше современного направления электрохимической кинетики и к моменту возникновения последнего достигла уже известного совершенства благодаря работам Г. Гельмгольца, Ж- Гуи, Д. Чапмена и О. Штерна. Фрумкин развил термодинамическую теорию поверхностных явлений на границе раздела фаз и теорию двойного слоя при адсорбции органических соединений (1919—1926) и ввел в электрохимию понятие о потенциале нулевого заряда двойного слоя, который является фундаментальной характеристикой металла (1928). В 1933 г. Фрумкин показал, что учет строения двойного слоя необходим для понимания кинетики электродных процессов, так как поле двойного слоя влияет на концентрацию реагирующего вещества у поверхности электрода и на энергию активации процесса. Так была установлена количественная взаимосвязь между двумя главными направлениями современной электрохимии и начался современный этап развития кинетики электродных процессов. [c.11]

Поскольку далее предполагается, что в пространстве между поверхностью металла и внутренней плоскостью Гельмгольца, а также между двумя плоскостями Гельмгольца нет зарядов, то падение потенциала здесь линейное и двойной электрический слой имеет строение, показанное на рис. 43. На рисунке видно, что потенциал нулевого заряда определяется величиной г[)% а не = как это вытекало из теории Штерна. Поскольку [г1 ]>[ ф°], то и сдвиг точки нулевого заряда при переходе от одного аниона к другому в этом случае будет больше. Теория двойного электрического слоя Грэма, позволяющая учитывать влияние заряда электрода на величину специфической адсорбции, была рассмотрена Деванатха-ном, который представлял двойной слой эквивалентным последовательному соединению трех конденсаторов, слагаемых из 1) электростатической емкости пространства между металлом и внутренней плоскостью Гельмгольца, 2) электростатической емкости пространства между двумя плоскостями Гельмгольца и 3) — емкости диффузного слоя. При этом две последние емкости должны быть исправлены с учетом изменения специфической адсорбции в зависимости от заряда поверхности. Последнее предположение давало объяснение кривым дифференциальной емкости, измеренным в водных растворах галогенидов калия. Кроме того, расчет сдвига точки нулевого заряда, основанный на этой теории, находился в согласии с экспериментальными результатами. Так как емкости всех трех конденсаторов определяются из опытных данных, то теория Деванатхана носит в конечном итоге полуэмпирический характер. Эта теория, кроме того, исходит из того, что общая интегральная емкость плотного слоя не зависит от заряда электрода. [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология