Электрокинетический потенциал ионной атмосферы

Под влиянием приложенной разности потенциалов положительный ион движется к отрицательному электроду, а некоторый объем жидкости, окружающий ион и заряженный отрицательно, движется к поло/кительному электроду. Следовательно, ионы движутся в среде, перемещающейся в противоположном направлении. Это движение жидкости, которая непосредственно прилегает к иону, подобно движению жидкости в электрофоретических процессах. Известно, что жидкость в тонких капиллярах под влиянием приложенной разности потенциалов движется потому, что несет на себе электрический заряд. Коллоидные частицы движутся под влиянием разности потенциалов потому, что на границе между частицами и раствором возникает электрокинетический потенциал. Здесь наблюдается подобное же явление. При стационарном движении иона ир = геН. При более строгом рассмотрении следует учесть, что жидкость, окружающая ион, движется в противоположном направлении со скоростью Ау. Так как заряд ионной атмосферы равен заряду иона, исправленное выражение может быть записано так [c.92]

Величина дзета-потенциала, так же как и степень гидратации мицеллы, определяется толщиной ионной атмосферы. В то же время мы знаем, что ионная атмосфера весьма чувствительно реагирует на малейшие изменения концентрации электролитов в жидкой фазе. Путем прибавления электролитов в золь мы можем понизить электрокинетический потенциал, а следовательно, и заряд гранулы до нуля. При этом толщина ионной атмосферы также становится равной нулю, и гидратация мицеллы достигает минимума (гидратация мицеллы резко уменьшается с падением дзета-потенциала). Золь переходит в изоэлектрическое состояние. Устойчивость (стабильность) золя в этом состоянии минимальна. Разряженные частицы, совершая броуновское движение и сталкиваясь между собой, слипаются в более крупные вторичные частицы, вторичные — в третичные и т. д. В результате образуются крупные, быстро осаждающиеся хлопья (седиментация), и золь как коллоиднодисперсная система перестает существовать. [c.376]

Ионную оболочку мицеллы можно рассматривать с позиции теории сильных электролитов. Согласно этой теории в растворе каждый ион окружен ионной атмосферой, радиус которой зависит от ионной силы раствора, которая равна сумме концентраций всех ионов, умноженной на квадрат их валентности (ЕС г ). С увеличением ионной силы ионная атмосфера сжимается и радиус ее уменьшается. Если отнести эти представления к мицелле гидрозоля, то, очевидно, присутствие избытка электролита в золе также вызовет сжатие диффузного слоя. Кривая падения потенциала поля пройдет ниже первоначальной, и электрокинетический потенциал уменьшится, что и наблюдается обычно при коагуляции электролитов (рис. 6). Однако не надо думать, что причиной коагуляции является уменьшение электрокинетического потенциала и связанное о этим ослабление электростатических сил отталкивания. Это снижение электрокинетического потенциала указывает только на происходящие перемещения в структуре двойного электрического слоя. Коагуляция обычно наступает при некотором критическом значении дзета-потенциала, большей частью не равном нулю. При сжатии диффузного слоя до размеров адсорбционного электрокинетический потенциал становится равным нулю наступает так назы- [c.44]

Однако следует указать, что значения электрокинетического потенциала, найденные для молекул высокомолекулярного электролита в растворе, весьма условны. Надо помнить, что ионогенные группы макромолекул, а следовательно, и заряды расположены дискретно по всей длине макромолекулы,, и о двойном электрическом слое в обычном смысле слова здесь говорить трудно. Скорее, уместно проводить аналогию с отдельными обычными ионами, окруженными дебаевской ионной атмосферой. Поэтому найденные [c.477]

Таким образом, в настоящее время существуют теории, описывающие связь фй- и фо-потенциалов, но нет подобной теории для и- и фй-потенциалов. Вместе с тем, в отличие от величин фо и фй, абсолютные значения которых не могут быть измерены экспериментально, электрокинетический потенциал — непосредственно измеримая величина и может служить (наряду с толщиной ионной атмосферы) важной характеристикой степени развития диффузной части двойного слоя. Далее, на основе уравнения Гельмгольца—Смолуховского рассмотрим последовательно различные виды электрокинетических явлений, обращая при этом внимание на те уточнения, которые необходимо вводить для учета геометрических особенностей реальных систем. [c.191]

Но данное выражение еще нельзя применять к электрофорезу. Твердая частица с фиксированной на ее поверхности обкладкой двойного слоя (полный заряд Q) движется относительно раствора, в котором распределена диффузная часть двойного слоя (см. двойной электрический слой). Последняя эквивалентна заряду —Q, распределенному по концентричной сфере радиусом х равным толщине ионной атмосферы. Из-за наличия такой атмосферы подвижность уменьшается в (1 + / ) раз, и вместо формулы (2) мы получаем выражение для дзета-потенциала (см. электрокинетические явления) [c.272]

На величину электрокинетического потенциала, а следовательно, и на г1з оказывают влияние все ионы, которые присутствуют в растворе. Чтобы понять это, нужно вспомнить некоторые выводы из теории растворов сильных электролитов. Эта теория позволила получить уравнение для радиуса ионной атмосферы. Если в растворе находится симметричный 1,1-валент- [c.409]

В главе V было показано, что не только ионные атмосферы, но и адсорбционные слои нейтральных молекул в растворах могут иметь диффузное строение. При этом молекулы диффузной части адсорбционного слоя оказываются (как и ионы) в достаточной мере подвижными и могут увлекаться потоком жидкости. Перенос ионов диффузного слоя потоком жидкости или, напротив, увлечение жидкости ионами диффузного слоя при действии на них электрического поня являются причиной известных электрокинетических явлений [1—3]. По аналогии с этим можно рассмотреть и капиллярно-оомотические явления (на которые впервые было обращено внимание в работе [4]), а именно течение жидкости под действием градиента концентрации растворенного вещества (капиллярный осмос — аналог электроосмоса) и перенос молекул диффузного слоя потоком жидкости (обратный осмос), приводящий к возникновению разности концентраций (аналог потенциала течения). Заметим при этом, что само по себе экспериментальное наблюдение капиллярно-осмотических явлений (капиллярного осмоса или обратного осмоса) служит прямым подтверждением диффузности строения адсорбционных слоев. [c.289]

При повышении концентрации электролита от С] до часть противоионов переходит границу тп, причем толщина Уг диффузного слоя уменьшается (С2<<31). В случае А диффузный слой содержит 10 противоионов (заряд их +10), а в случае В этот слой содержит их 7 (заряд +7). Разность потенциалов на границе тп, определяющая собой электрокинетический потенциал, равна для случая А (—10) и (-Ы0) для случая В (—7) и (+7). Следовательно, повышение концентрации электролита в растворе от С1 до С2 (С1>С2) приводит К уменьшению толщины ионной атмосферы (С1>Сг) и понижению дзета-потенциала. [c.303]

Понятие о критическом потенциале, получившее подтверждение в ряде работ [21, 24, 26—28], во многих случаях не соответствовало опытным данным [29—38]. Эйлере и Корф [37], исходя из того, что количественной мерой устойчивости должна служить энергия, необходимая для преодоления взаимного электрического отталкивания частиц коллоидного раствора, пришли к выводу, что при коагуляции соблюдается постоянство не -потенциала, а величины где 1/х — де-баевский радиус ионной атмосферы. Как видно из критерия Эйлерса и Кор-фа, устойчивость коллоидов должна зависеть не только от электрокинетического потенциала частиц, но и от валентности и концентрации ионов в растворе. [c.141]

В отличие от этого величина -потенциала измеряется достаточно просто с привлечением ряда электрокинетических эффектов, описанных в предшествующих параграфах однако она не имеет достаточно строгого теоретического обоснования и в значительной степени может рассматриваться как эмпирическая характеристика эффективной за-ряженности поверхности твердой фазы в растворе электролита. Совместно с толщиной ионной атмосферы 1/и величина -потенциала, как. было показано выше, дает достаточно полное описание структуры удаленных от поверхности областей диффузной части двойного слоя. [c.206]

В соответствии с рассмотрешыми представлениями о строении двойного электрического слоя и природе электрокинетических явлений в число характеристик двойного слоя входят термодинамический потенциал поверхлости твердой фазы (ро (относительно объема раствора), потенциал адсорбционного слоя (р , электрокинетический потенциал С и толщина атмосферы противоионов 6—-1/х. Потенциалы сро и (р теоретически определены сравнительно строго, но их нельзя измерить экспериментально, тогда как С-потенциал измеряется достаточно просто. Совместно с толщиной ионной атмосферы /х величина С-потенциала дает относительно полное описание структуры удаленных от поверхности областей диффузной части двойного слоя. [c.248]

В случае опыта оо стеклянным капилляром (см. рис. 81) или при явлениях электроосмоса вместе с жидкой фазой движется диффузный слой, в то время как внешний остаточный гельмгольцевский слой остается неподвижным. После этого Становятся ясными причины различия между термодинамическим и электрокинетическим потенциалами. Термодинамический потенциал Нернста возникает на поверхности твердой фазы (коллоидных частиц), в то время как электрокинетический потенциал существует на поверхности раздела между неподвижным ионным слоем Гельмгольца и диффузной частью ионной атмосферы. Отсюда следует, что электрокинетиче-окий потенциал всегда ниже термодинамического. Иначе говоря, если бы внешний остаточный гельмгольцевский слой не был фиксирован и был способен к передвижению вместе с диффузной атмосферой, то электрокинетический потенциал был бы равен термодинамическому. [c.271]

Измерения С-потенциала методами, отличными от электрокинетических. Гартли и Ро считают, что С-потенциал определяет распределение ионов вблизи поверхности совершенно так же, как потенциал в непосредственном соседстве с ионом определяет ионную атмосферу в теории сильных электролитов Дебая-Гюккеля. Между концентрациями иона в слое, непосредственно прилегающем к поверхности, и в растворе на значительном расстоянии от неё, с одной стороны, и С-потенциалом, с другой, существует простое соотношение, так что, если бы был найден способ измерять концентрации иона у поверхности и в растворе, появилась бы возможность вычислять С-потенциал поверхности. [c.533]

Коагуляция гидрофобных золей электролитами. Находящийся в коллоидной системе в качестве третьего компонента ионный стабилизатор (растворимый в воде электролит) своим присутствием препятствует процессу коагуляции, т. е. сообщает золю определенную устойчивость. Стабилизующее действие ионогенной группы имеет двоякий характер и связано с возникновением двойного электрического слоя вокруг ядра коллоидной частицы. Противоионы, образующие наружный диффузный слой, сильно гидратированы, что обеспечивает их связь с дисперсионной средой. Те же противоионы с другой стороны связаны электростатическими силами с ионами, прочно адсорбированными ядром. Таким образом, ионный стабилизатор создает непрерывный переход от нерастворимого ядра к дисперсионной среде. Внешняя сильно гидратированная ионная атмосфера вокруг частицы является важньий фактором устойчивости змей, препятствуя слипанию коллоидных частиц. Строение диффузного слоя обусловливает возникновение электрокинетического потенциала, проявляющегося при перемещении частиц. Все остовы мицелл (гранулы), находящиеся в золе данного вещества, имеют заряд одного и того же знака (например, все гранулы в золе АзаЗ [c.306]

Как мы знаем, гранулы для коагуляции золя не должны быть разряжены обязательно до нуля. В связи с этим частицы, образующие хлопья осадка, обычно несут небольшой остаточный адектрический заряд. При этом агрегат частиц, образующих коагулят, удерживается силами притяжения, превышающими отталкивающее действие указанных ослабленных одноименных зарядов частиц. При прибавлении же пептизатора (обычно растворимый в воде электролит) ионы определенного знака адсорбируются на внутреннюю обкладку двойного электрического слоя частиц коагеля. Вокруг частицы восстанавливается ионная (диффузная) атмосфера, в связи с чем возрастают электрокинетический потенциал и гидратация частиц. Таким путем постепенно зосстанавливается нормальная структура мицеллы. При некотором определенном значении электрокинетического потенциала частиц, называемом критическим, силы отталкивания одноименных зарядов начнут преобладать над силами взаимного ггритяжения их (силами аттракции). Агрегаты частиц, образующие хлопья осадка, начинают распадаться частицы разъединяются, и коагель снова переходит в золь. [c.315]

Теория коагуляции Дерягина. Приведенные в предыдущем параграфе объяснения сущности процесса коагуляции основаны на адсорбционной теории процесса, предложенной Фрейндлихом. Согласно этой теории должен был бы наблюдаться полный параллелизм Д1ежду явлениями адсорбции ионов дисперсной фазой и коагуляции золя, чего, как показали работы А. И. Рабиновича, в действительности нет. В ряде случаев не оправдывается также и электростатическая теория коагуляции, которая объясняет этот процесс изменением толщины ионной атмосферы в результате прибавления электролита, что приводит к уменьшению электрокинетического потенциала. Так, известны случаи, при которых наступлению коагуляции предшествует не падение, а наоборот — возрастание указанного потенциала, [c.379]

Как уже упоминалось, подвижность белковых частиц в электрическом поле определяется потенциалом электрического заряда на их поверхности и, по-видимому, не зависит от ионных групп, скрытых внутри молекулы. Это было установлено экспериментально. Частицы кварца, покрытые белком, ведут себя при электрофорезе так же, как и белок, из которого составлен покрывающий слой. Так как этот потенциал проявляется только при движении частицы или окружающего раствора в электрическом поле, то он называется электрокинетическим потенциалом или е-потенпиалом. Согласно теории Гуи, е-потенциал возникает благодаря ионной атмосфере, окружающей белковую молекулу, причем каждая ионная группа белка притягивает один или большее число ионов противоположного знака. Толщина двойного слоя зависит от ионной силы согласно следующему уравнению [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология