Штерн адсорбционный слой

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]

По Штерну, заряд слоя Гельмгольца складывается из заряда иоиов, адсорбированных как за счет электростатического адсорбционного потенциала / гср, так и за счет потенциала специфической адсорбции Ф. Было предположено, что поверхность имеет определенное число адсорбционных центров, каждый из которых взаи- [c.60]

Было предложено несколько теорий образования ДЭС, из которых наиболее известными являются модели Гельмгольца (так называемая модель плоского конденсатора) и модель Гуи-Чепмена. Современные представления о структуре ДЭС базируются на теории Штерна, согласно которой противоионы находятся в двух положениях одна их часть образует адсорбционный слой (так назы- [c.71]

В 1924 г. Штерн отметил, что ионы, образующие диффузную часть двойного слоя, распределяются в ней не только под действием сил электрического поля, но также и под влиянием молекулярных сил взаимодействия с внешней фазой, особенно в непосредственной близости от межфазной поверхности. Как показывают исследования адсорбции, силы притяжения между ионами в растворе и внешней фазой могут быть значительными и приводить к образованию адсорбционного слоя, который обычно яв- [c.152]

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]

По абсолютной величине заряд о на твердой поверхности, согласно теории Штерна, равен сумме заряда ионов, находящихся в адсорбционном слое и заряда диффузной части двойного слоя ь- [c.187]

Штерн принимал емкость молекулярного конденсатора постоянной. Однако эта емкость, безусловно, должна зависеть от специфических свойств ионов, находящихся в адсорбционном слое. Так как величина См почти постоянна, а величина Сд сильно зависит от концентрации электролита, характер падения потенциала в двойном электрическом слое также зависит от количества находящегося в системе электролита. Таким образом, если даже потенциал фо является постоянным, то Фа, значение которого определяется состоянием диффузного слоя, снижается с уменьшением 1/х. [c.188]

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]

Рис. VII, 19. Поведение двойного электрического слоя при электрокинетических явлениях а —схема двойного слоя по Гельмгольцу— Перрену б—схема двойного слоя с учетом диффузного слоя Гуи и адсорбционного слоя Штерна.

Называется также адсорбционный слой, слой Гельмгольца, слой Штерна. [c.176]

Для описания адсорбционного слоя Штерн использовал идею, выдвинутую И, Ленгмюром ири разработке теории адсорбции. [c.92]

По теории Штерна плоскость скольжения находится за пределами адсорбционного слоя. [c.94]

Понятно, что с введением электролитов в систему диффузный слой будет сжиматься и все большее и большее число противоионов будет попадать в адсорбционный слой. Двойной электрический слой, согласно взглядам Штерна, при этом все больше приближается к слою, предусмотренному в теории Гельмгольца — Перрена, а -потенциал уменьшается, постепенно приближаясь к нулю. При разбавлении системы, наоборот, диффузный слой расширяется и -потенциал возрастает. [c.185]

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]

Электрические заряды на коллоидных частицах возникают в результате преимущественной адсорбции одного из ионов электролитов из раствора или диссоциации собственных ионогенных групп. Независимо от механизма возникновения зарядов на коллоидных частицах, при достаточной плотности расположения зарядов, образуется двойной электрический слой, состоящий из зарядов на поверхности и из компенсирующих ионов в растворе при этом, по теории Штерна, компенсирующие ионы частично входят в прилегающий к поверхности адсорбционный слой, а частично — в диффузную часть двойного слоя. Изучение заряда поверхности методом электрокапиллярных кривых (на ртути, V. 4) и кривых титрования (золи AgJ, растворы белков) позволили определить точки нулевого заряда (в белках — изоионную точку, V. 5) и установить их смещение в растворах различных электролитов. [c.132]

На рис. 33 представлено схематическое строение мицеллы золя гидроокиси железа, полученного вследствие гидролиза хлорного железа. Она состоит из ядра, образованного гидратом окиси железа Ре(ОН)з и адсорбционно связанных с ним потенциалопределяющих водородных ионов (лН ), и некоторого количества ионов хлора (п — д )С1"], меньшего, чем число ионов Н, в результате чего коллоидная частица имеет положительный заряд. Входящие в состав частицы противоионы С1 составляют плотную часть двойного электрического слоя, т. е. адсорбционный слой или слой Штерна. Остальные ионы хлора (хС1 ) образуют диффузную часть двойного слоя (слой Гуи) и вместе с коллоидной частицей составляют мицеллу золя гидроокиси железа [c.133]

По современным представлениям, развитым О. Штерном (1924 г.), некоторая часть противоионов из диффузного слоя проникает за плоскость скольжения (линию аа на рис. 27,6) и плотно примыкает к внутреннему слою потенциалобразующих ионов. Таким образом, непосредственно у поверхности твердого тела, например у поверхности коллоидной частицы золя, образуется адсорбционный слой А (рис. 27, 6), включающий, помимо молекул жидкой дисперсионной среды, еще и часть противоионов, а не только потенциалобразующие ионы, как это следовало из теории Гельмгольца. Этот жидкий слой, как уже отмечалось, при движении фаз всегда остается вместе с твердой фазой, т. е. при электрофорезе и при эффекте Дорна он движется вместе с коллоидной частицей, а при движении жидкой фазы—при электроосмосе и эффекте протекания — он остается неподвижным. Остальная часть противоионов составляет, очевидно, диффузный [c.120]

I — внутренняя обкладка двойного электрического слоя (ДЭС) II — адсорбционный слой Штерна — плотная часть внешней обкладки ДЭС III — спой Гюи — диффузная часть внешней обкладки ДЭС IV — внешняя обкладка ДЭС V — слой Гельмгольца—Перрена АА — граница скольжения . [c.18]

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 [c.110]

Значительным достижением теории Штерна является четкое определение С-потенциала. Электрокинетический потенциал равен скачку потенциала на границе адсорбционного и диффузного слоев по сравнению с объемом раствора. Это определение означает, что под действием внешнего электрического поля перемещаются ионы диффузного слоя, а ионы адсорбционного слоя удерживаются на поверхности. Важнейшее следствие теории Штерна зависимость С-потенциала от адсорбционной способности ионов было подтверждено многочисленными экспериментами. В заключение отметим, что теория Штерна разрешила проблему соотношения между гальвани- и С-потенциалом, чего нельзя было сделать в рамках предшествующих теорий. [c.111]

Двойной электрический слой на границе твердой фазы с водой или разбавленным раствором электролита состоит из двух обкладок внутренней и внешней. Ионы, входящие в состав твердой фазы, возникшие в результате диссоциации или адсорбции извне, образуют внутреннюю обкладку двойного слоя и называются потенциал-образующими ионами, так как именно они обычно определяют заряд коллоидной частицы. Ионы противоположного знака, расположенные в жидкой фазе, образуют внешнюю обкладку двойного слоя и получили название противоионов или компенсирующих ионов. Согласно теории Штерна в растворах электролитов часть ионов внешней обкладки притянуты электрическими силами к внутренней обкладке и образуют адсорбционный слой. Другая часть, благодаря молекулярному тепловому движению, преодолевает энергию поля и уходит в объем раствора, образуя диффузный слой концентрация ионов в диффузном слое постепенно убывает по мере удаления от поверхности частицы. Между адсорбционным и диффузным слоем существует динамическое равновесие. [c.255]

Ионно-электростатическая компонента расклинивающего давления, согласно [42, 45], зависит, главным образом, от потенциалов поверхностей, ограничивающих пленку. Поскольку изученные нами ПАВ являлись неионогенными и при их добавлении ионная сила дисперсионных сред оставалась постоянной, а концентрации ионов в отсутствие Na l при pH = 6- 7 были достаточно низки, в первом приближении можно полагать равенство электрокинетических и штерновских потенциалов. Следовательно, обнаруживаемое в опыте повышение -потенциала при увеличении содержания ПАВ в интервале от 1-10 до 1-10 —1-10 моль/дм (рис. 12.5) обусловлено вытеснением из слоя Штерна сильно гидратированных ионов водорода. По мере заполнения адсорбционного слоя ПАВ, возможно, происходит уменьшение поверхностной концентрации гидроксил-ионов, что вызывает снижение -потенциала при концентрации ПАВ 10 —10 3 моль/дм [c.210]

Поскольку теория Штерна учитывает наличие плотного адсорбционного слоя ионов, это позволяет выявить влияние их гидрата-цин на qr, а учет специфической адсорбции ионов дает возможность объяснить перезарядку поверхности ири наличии в растворе иротивоиона, обладающего большим адсорбционным потенциалом. Лучше адсорбируются и ближе подходят к поверхности менее гидратированные ионы, которые по этой причине значительнее компенсируют поверхностный потенциал, и их соответственно меньше будет в диффузном слое. [c.61]

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]

Модификацию теории Штерна для улучшения согласия с экспериментальными данными по емкости двойного электрического слоя проводили Дж. Филпот, А. Н. Фрумкин, Дж. Бикерман, Д. Грэхем. Уточнения касались учета различия свойств катионов и анионов, объема ионов, степени их гидратации в адсорбционном слое. [c.93]

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 Гун —Чэпмена. Далее, в отличие от теории Гуи — Чэпмена, теория Штерна может объяснить причину изменения знака электрокинетического потенциала при введении в систему многовалентных ионов, заряд которых противоположен по знаку заряду дисперсной фазы. Такие многовалентные ионы втягиваются в адсорбционный слой как из-за сильных электростатических взаимодействий, так и из-за большой адсорбируемости, рязанной с поляризуемостью таких ионов. Ионы [c.188]

Проблема заключается в том, что, по-видимому, остаются невыясненнымн те критерии, в силу которых катионы металлов могут перемещаться из слоя Штерна в специфический адсорбционный слой, который можно было бы называть координационно связанным слоем. Вначале привилегия такого перехода признавалась за многозарядными ионами металлов, такими, как ион кобальта, способными, как известно, образовывать координационные комплексы. Позже были включены в рассмотрение двухзарядные ионы, наиример ионы кальция. Вероятно, затем будут признаны также ионы 1целочных металлов, чтобы перенести основные положения специфической адсорбции на. концентрированные растворы. Штамм и др. [1976, 197в] сыграли основную роль в признании важности такой координации или формирования комплексов между ионами металлов и поверхностью окисных твердых тел. [c.919]

Эти опыты легко объяснить на основании представлений о диффузном слое, развитых Гельмгольцем [ > ], Гун [ > ], Штерном [ ] и др. Около заряженной поверхности образуется диффузный слой. Осадок AgJ можно получать при избытке как KJ, так и AgNOg. В первом случае кристалл, полученный в условиях избытка иона J , в адсорбционном слое имеет отрицательно заряженную поверхность. При избытке ионов Ag поверхность [c.426]

Поверхность полярного кристалла образована положительными и отрицательными ионами. Эти ионы находятся в кинетическом равновесии с соответствующими ионами в растворе. Процесс обмена ионами между кристаллом и раствором идет непрерывно, но беспорядочно, и в результате статистических флуктуаций на отдельных участках поверхности получается избыток ионов того или другого знака. Образующийся в результате этого процесса средний заряд поверхности, обусловленный избытком ионов какого-либо знака над стехиометрическим отношением, определяется термодинамическим условием равновесия ионов в растворе и в адсорбционном слое — равенством их электрических потенциалов. Эти заряды составляют внутреннюю обкладку двойного электрического слоя. Обусловленное этими зарядами электрическое поле притягивает из глубины раствора к поверхности кристалла ионы противоположного знака и отталкивает одноименно заряженные ионы, вызывая образование в растворе слоя, содержащего избыток ионов, несущих заряд, по знаку противоположный заряду поверхности кристалла. Этот слой, составляющий вторую внешнюю обкладку двойного электрического слоя, как показал Штерн [ ], может обладать различной толщиной в зависимости от концентрации раствора. В очень разбавленных растворах под действием теплового движения ионы, составляющие внешнюю обкладку двойного слоя, могут удаляться на значительное расстояние от поверхности и весь слой может иметь заметную величину. В концентрированных же растворах слой сжимается почти до мономолекулярного, а в диффузной его части остается лишь небольшая часть общего заряда. Ионы, примыкающие вплотную к поверхности внешней обкладки, притягиваются к ней, кроме электростатических сил, также и ван-дер-ваальсовыми силами. Такое взаимодействие происходит по всей поверх- [c.433]

Штерном [ ] и др. Около заряженной поверхности образуется диффузный слой. Осадок AgJ можно получать при избытке как KJ, так п AgNOg. В первом случае кристалл, полученный в условиях избытка иона J , в адсорбционном слое имеет отрицательно заряженную поверхность. При избытке ионов Ag" поверхность заряжена полонштельно (рис. 111). Большая часть ионов К+ и J находится в силу своего теплового движения в диффузном слое, и лишь небольшая часть ионов может находиться в неподвижной части двойного слоя. Ионы J или Ag" , составляющие внутреннюю часть двойного слоя, называются потенциалообразующими ионами, которыми могут быть только [c.317]

Бруйном 1 была сделана попытка определения С-потенциалов путём измерения влияния добавок солей на межфазные потенциалы. По теории Штерна, двойной слой в воде состоит из плотно адсорбированной и диффузной частей, причём весь потенциал приходится на долю только диффузной части. В условиях, когда площадь поверхности и адсорбционная способность весьма велики, добавление соли к раствору должно изменять только ту часть межфазного потенциала, которая приходится на долю диффузной части двойного слоя. Тогда изменение межфазного потенциала равно изменению С-потенциала, и последнее может быть измерено. Подробные данные [c.534]

ПО Гельмгольцу И — по Гуи III — по Штерну IV — схема мицеллы 1 — агрегат 2 — потенцналопределяющ и е ионы 3 — адсорбционный слой противоионов 4 — ядро 5 — диффузный слой противоионов 6 — двойной электрический слой 7 — частица 8 — мицелла 9 — слой проти-Еоиопов а Ъ — граница скольжения фо — полный скачок потенциала — электрокинетический потенциал б — толщина двойного слоя [c.151]

Наиболее общая теория двойного электрического слоя, объединяющая теорию молекулярного конденсатора и теорию диффузного двойного слоя Гуи, была развита Штерном. Согласно теории Штерна, некоторая часть ионов, компенсирующих заряды на поверхности твердой фазы, находится непосредственно около нее, образуя молекулярный двойной слой типа слоя Гельмгольца (или, иначе, адсорбционный слой), а остальная часть компенсирующих ионов распределена диффузно в глубь жидкости, образуя слой типа диффузного слоя Гуи. При разбавлении раствора структура двойного электрического слоя в целом приближается к типу слоя Гуи, а при увеличении концентрации — к слою Гельмгольца. При отно-ситфхьном движении твердой и жидкой фазы разрыв происходит между адсорбционной и диффузной частьк> двойного электрического слоя и, следовательно, величина электрокинетического потенциала С определяется падением потенциала в диффузной части двойного электрического слоя . [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология