Гельмгольц, модель строения

Теория Гуи — Чапмана оправдывается лучше всего тем, 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 — Чапманом. Такое [c.290]

Модельные представления о строении двойного слоя на границе электрод — раствор развивались в течение длительного времени. Первая работа относится к 1853 г., когда Г. Гельмгольц для описания границы между электродом и раствором предложил модель плоского конденсатора. Согласно теории Гельмгольца, к слою зарядов на металле жестко притянуты ионы противоположного знака, так что двойной слой представляет собой своеобразный плоский конденсатор с очень малым расстоянием между его обкладками (порядка диаметра молекулы воды). Эта теория предсказывала правильные по порядку величины емкости двойного слоя, объясняла форму электрокапиллярных кривых, но не могла объяснить зависимости емкости и пограничного натяжения от концентрации электролита и температуры. [c.162]

И. Каково строение двойного электрического слоя в растворах 1,1-зарядных поверхностно-инактивных электролитов по Гельмгольцу, Гун —Чапману, Штерну Нарисуйте график изменения концентрации ионов (катионов и анионов), а также потенциала электрода как функцию расстояния от поверхности раздела электрод — раствор для трех названных моделей. [c.229]

Вблизи поверхности раздела фаз величины для различных ионов меняются от значений, соответствующих объему одной фазы, до значений, характерных для объема другой фазы. Это приводит к перераспределению ионов между объемами фаз и поверхностью, так что зависимость ф(л ) приобретает более сложный характер по сравнению с моделью Гельмгольца. Обычно рассматривают величину потенциала фо поверхности твердой фазы относительно дисперсионной среды в простейшем случае (если в твердой фазе нет преимущественного концентрирования ионов одного знака у поверхности) эта величина равна разности потенциалов между фазами ф. Абсолютное значение величины фо также не может быть определено экспериментально. Как и в объеме фаз, поведение ионов вблизи поверхности раздела обусловливается тремя факторами, определяющими строение двойного слоя межмолекулярными силами (т. е. специфическими адсорбционными взаимодействиями ионов с поверхностью раздела фаз), электростатическими взаимодействиями ионов с заряженной поверхностью и друг с другом, а также тепловым движением ионов. [c.177]

Исходя из изложенного в предыдущем параграфе анализа строения двойного электрического слоя, можно более полно проанализировать характер взаимных смещений фаз в двойном слое под действием внешнего поля, параллельного поверхности при этом твердая фаза считается неподвижной. На рис. VII—10 приведены распределение потенциала ф(л ) и скорости смещения u x) слоев жидкости относительно поверхности твердого тела в модели Гельмгольца (прямые 1 и / ) действительному характеру распределения потенциала в двойном слое отвечает кривая 2. Предстоит выяснить вопрос, в какой мере отличие в распределении потенциала должно сказаться на распределении скоростей движения жидкости и в итоге на скорости смещения uo, наблюдаемой на опыте vq — это предел, к которому стремится функция t (x) при x-i-oo). При этом нужно обратить внимание на две особенности в поведении раствора у твердой поверхности во-первых, на диффузность слоя с избыточной концентрацией противоионов, во-вто-рых, на возможные изменения свойств жидкой фазы у твердой поверхности, связанные с действием сил адгезии. [c.189]

Скачок потенциала в диффузной части двойного электрического слоя называется 1-потенциалом (пси-прим-потенциалом). Он имеет важное значение для понимания строения двойного электрического слоя и позволяет объяснить многие особенности кинетики электродных процессов. Обычно за /1-потенциал принимают среднее значение потенциала на расстоянии одного ионного радиуса от поверхности электрода относительно потенциала в объеме раствора. С увеличением концентрации электролита ионы приближаются к поверхности электрода и большая их часть переходит из диффузного слоя в плотный. При этом /1-потенциал уменьшается, а скачок потенциала в плотном слое (Е - у /]) увеличивается (рис. 4.2, в). В растворах с концентрацией ионов 0,1 - 1,0 моль/л диффузный слой и /1-потенциал практически равны нулю. При этом строение двойного электрического слоя приближается к модели, предложенной Гельмгольцем. [c.129]

Есть разные мнения о факторах, ответственных за возникновение плотной части. Большинство авторов придерживается модели, предложенной еще Гельмгольцем [4]. В ней плотная часть ДЭС заключает в себе моно слой адсорбированных на поверхности металла молекул растворителя, и свойства металла включаются в теорию в виде модели плотного слоя, а именно через эффективную диэлектрическую проницаемость, которая некоторым образом отражает взаимодействие металла с растворителем. В моделях этого типа не учитывается ни электронное строение и дискретность структуры металла, ни взаимодействия металла с молекулами растворителя и молекул растворителя друг с другом [5]. [c.31]

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]

Т. е. при бесконечно малой концентрации все заряды в растворе распределены диффузно и строение двойного электрического слоя описывается теорией Гуи — Чапмана. Напротив, при увеличении концентрации степень диффузности будет падать, поскольку дн растет пропорционально концентрации с в первой степени, а <7 — пропорционально т. е. медленнее, чем н, и, следовательно, в концентрированных растворах величинами и можно пренебречь по сравнению с и qlж(q) В концентрированных растворах строение двойного электрического слоя приближается к модели, предложенной Гельмгольцем. В области средних концен- [c.274]

Особенности формирования системы понятий учения о периодичности определяются тем, что в XIX веке не были раскрыты состав и строение атомов, а также физические аспекты взаимосвязи свойств с составом и строением молекул и кристаллов. Не случайно применительно к молекулярной форме организации вещества соответствующая теория — бутлеровская— называлась химической. Неудивительно также, что здесь широкий простор открывался мысленным экспериментам , моделям (наподобие вихревой гипотезы Томсона и Гельмгольца или мирового эфира Кельвина и Менделеева). [c.106]

Штерн объединил модели строения двойного слоя Гельмгольца и Гуи — Чапмена. Он предположил, что часть ионов электролита, более прочно связанная с электродом, образует плотный слой, а другая часть — диффузный слой (рис. 7.17), Плотность заряда электрода д компенсируется плотностью зарядов ионов, расположенных как в плотной (71), так и в диффузной ((/г) части двойного электрического слоя [c.234]

Простейшая модель строения Д. э. с. на новерхности раздела фаз, предложенная Г. Гельмгольцем, ограничивалась рассмотрением электростатич. сил притяжения между зарядами противоположного знака. Согласно этому представлению, в случае границы металл — раствор заряженная поверхность металла притягивает из раствора эквивалентное по числу зарядов количество ионов противоположного знака, и все эти ионы вплотную приближаются к поверхности. Возникающий таким образом Д. э. с. можно уподобить плоскому конденсатору молекулярных размеров, причем расстояние между его обкладками определяется радиусом ионов Первая количественная теория строения Д. э, с., развитая Гуи п])име-нительно к плоской поверхности раздела, в( сьма сходна с предложенной позже теорией сильных электролитов Дебая и Гюккеля (см. Электролиты). В теории Гуи наряду с электростатич. взаимодействием между ионами и заряженной поверхностью учитывается беспорядочное молекулярное двищение ионов, под влиянием к-рого ионы стремятся равномерно распределиться в растворе. В результате втого внешняя обкладка Д. э. с., расположенная в растворе, приобретает диффузное строение. В процессе дальнейшего совершенствования теории строения Д. э. с. были учтены, кроме того, конечный размер ионов и наличие специфич. адсорбции ионов на поверхности, [c.512]

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]

Под строением двойного слоя понимают распределение зарядов в его ионной обкладке. Упрощенно ионную обкладку можно условно разделить на две части 1 — плотную, или гельмгольцев-скую, образованную ионами, практически вплотную подошедшими к металлу, 2 — диффузную, созданную ионами, находящимися на расстояниях от металла, превышающих радиус сольватированного иона. Толщина плотной части — порядка 10 см, диффузной — 10- —10 см. Величина скачка потенциала на границе раствор — металл складывается из падения потенциала в плотной части двойного слоя и падения потенциала в диффузной. Строение двойного электрического слоя определяется общей концентрацией раствора. С ее увеличением процессы, способствующие формированию диффузной части, ослабляются, размеры ее уменьшаются, двойной слой сжимается. В концентрированных растворах диффузная часть практически отсутствует и двойной электрический слой подобен плоскому конденсатору, что соответствуе т модели Гельмгольца, впервые предложившего теорию строения двойного слоя (1853 г.). Разность потенциалов, возникающую на границе раздела металл — раствор, называют электродным потенциалом.( [c.327]

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]

Однако теория Гельмгольца не объясняет такие факты, как зависимость величин С и е от концентрации раствора и температуры. Эти параметры вообще не фигурируют в приведенных выше соотношениях, что является следствием сильного упрощения действительной картины строения двойного слоя. Наиболее очевидным упрощением является представление ионной обкладки в виде плоскости. Ионы, находящиеся в- ионной обкладке, подвержены тепловому движению и стремятся переместиться в объем раствора. В результате вместо плоскости получается область заряда, плотность которого убывает по направлению от электрода (так называемый диффузный слой). Это обстоятельство было учтено в работах Гуи (1910 г.) и Чапмена (1913 г.), которые независимо Друг от друга предложили модель диффузного двойного слоя. Вывод уравнений теории Гуи— Чапмена, связывающих параметры двойного слоя, основан на следующих положениях. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология