Электрический двойной слой электростатический

Перед коалесценцией масляных шариков водные пленки становятся настолько тонкими, что разрываются, вызывая разрушения адсорбционного слоя эмульгатора. Скорость утончения водных пленок можно контролировать по вытеканию жидкости или по вязкости потока внутри пленок. Однако эти экспериментальные методы не всегда точны. Известно (см. гл. И), что толщина пленки онределяется расклинивающим давлением при взаимодействии электрических двойных слоев, а сжатие происходит благодаря центробежному полю и силам притяжения Ван-дер-Ваальса в тонких пленках. Поэтому, если электростатическое отталкивание уравновешивается центробежным давлением, толщина пленки должна составить —8,4 А. [c.131]

Для адсорбции на металлах М. Будар [462] учитывает электростатическое взаимодействие в электрическом двойном слое (в форме плоского конденсатора), образующемся при адсорбции на металлах, с размазыванием заряда в слое. Уменьшение теплот адсорбции q с заполнением поверхности Будар объясняет изменением поверхностного потенциала (т. е. работы выхода ф), считая величины .q и Аф взаимно пропорциональными. Он предполагает, что величины q уменьшаются при увеличении энергии, необходимой для переноса электронов из металла в середину двойного слоя. [c.123]

В потоке жидкости электростатические заряды образуются в основном в результате адсорбции ионов на поверхности стенок трубопроводов. Рассеянный слой ионов противоположного заряда удерживается на определенном расстоянии от поверхности стенок вследствие равновесия сил, обусловленных электрическим притяжением и тепловой диффузией. Подобная модель обычно называется электрическим двойным слоем и может рассматриваться аналогично пластинам конденсатора. Механизм явления, определяющего величину электростатического заряда, возникающего в потоке жидкости, сложен. [c.212]

Если электролитическая упругость растворения металла меньше осмотического давления ионов в растворе, то некоторое количество положительных ионов перейдет из раствора на поверхность металла, сообщая ему положительный заряд. Взаимодействие заряда металла и оставшихся в растворе свободных отрицательных ионов и в это.ч случае создает двойной электрический слой у поверхности электрода, но с иным распределением зарядов. С момента образования двойного слоя электростатические силы и электролитическая упругость раство- [c.26]

Такое поведение обусловлено структурой мембраны. Фиксированные анионы в порах, заполненных водой, электростатически взаимодействуют с ионами электролита. В порах образуются диффузные электрические двойные слои (рис. 74). Эффективная толщина диффузного двойного слоя сильно зависит от концентрации электролита. Таким образом, при определенных концентрациях электролита поры в мембране заполнены только противоионами (в данном случае — катионами), несущими заряд, противоположный фиксированным ионам. Ионы, имеющие заряд, одноименный с фиксированным, в порах полностью отсутствуют. Электрический контакт между растворами осуществляют только катио- [c.188]

ИОНОВ в двойном слое в действительности невозможно, так как помимо электростатических сил, возникающих между металлом и ионами, на последние должны действовать также силы теплового молекулярного движения. При наложении этих двух сил ионы в растворе должны распределяться относительно поверхности металла диффузно —с убывающей при удалении от иее объемной плотностью заряда, подобно тому, ка < меняется с высотой плотность воздушной атмосферы. При таком строении двойного электрического слоя для выражения связи между потенциалом и плотностью заряда уже нельзя пользоваться формулой плоского конденсатора. [c.264]

Строение двойного электрического слоя в условиях специфической адсорбции. Адсорбция — концентрирование вещества из объема фаз на поверхности раздела между ними — может быть вызвана как электростатическими силами, так и силами межмолекулярного взаимодействия и химическими. Адсорбцию, вызванную силами неэлектростатического происхождения, принято называть специфической. Вещества, способные адсорбироваться на границе раздела фаз, называются поверхностно-активными (ПАВ). К ним относятся большинство анионов, некоторые катионы и многие молекулярные соединения. Специфическая адсорбция ПАВ, содержащегося в электролите, влияет на структуру двойного слоя и величину ф1 потенциала (рис. 172). Кривая 1 на рис. 172 соответствует распределению потенциала в двойном электрическом слое в отсутствие ПАВ в растворе. Если раствор содержит вещества, дающие при диссоциации поверхностно-активные катионы, то за счет специфической адсорбции поверхностью металла катионы будут входить в плотную часть двойного слоя, увеличивая ее положительный заряд (кривая 2). В условиях, способствующих усилению адсорбции (например, увеличение концентрации адсорбата), в плотной части может оказаться избыточное количество положительных зарядов по сравнению с отрицательным зарядом металла (кривая 3). По кривым распределения по- [c.474]

Как следует из данных табл. 4.2, для нефтесодержащих систем характерно наличие двойного слоя незначительной толщины, что объясняется значительной концентрацией электролитов в дисперсионной среде. Наряду с электростатическим фактором устойчивости относительно высокую агрегативную устойчивость нефтесодержащих вод можно объяснить наличием на поверхности частиц адсорбционно-сольватных слоев из молекул (в том числе дифильного строения) различных веществ, находящихся в дисперсной фазе или дисперсионной среде, и механических примесей. Наличие у частиц дисперсной фазы собственного электрического заряда объясняет их поведение во внешнем электрическом поле. [c.67]

Вполне естественно предположить, что подобное строение двойного слоя возможно при отсутствии теплового движения ионов, Б реальных же условиях распределение зарядов на границе раздела фаз в первом приближении определяется соотношением сил электростатического притяжения ионов, зависящего от электрического потенциала фо, и теплового движения ионов, стремящихся равномерно распределиться во всем объеме жидкой или газообразной фазы. К такому выводу независимо друг от друга пришли Гун и Чепмен. Они предположили, что двойной электрической слой имеет размытое (диффузное) строение и все противоионы находятся в диффузной его части — в диффузном слое. Поскольку протяженность диффузного слоя определяется кинетической энергией ионов, то в области температур, близких к абсолютному нулю, все противоионы будут находиться в непосредственной близости к потенциалопределяющим ионам. [c.54]

Электростатическая теория устойчивости дисперсных систем приложима к тем системам, устойчивость которых обеспечивается только электростатическим фактором. В реальных же дисперсных системах наблюдается в лучшем случае преобладание того или иного фактора устойчивости. Однако электростатический фактор устойчивости характерен для наиболее распространенных систем с водными средами, создающими условия для диссоциации. Механизм образования электростатического барьера связан с механизмом образования двойного электрического слоя поверхностная диссоциация вещества частиц, адсорбция электролитов, в том числе ионогенных ПАВ и ВМС, и ориентирование диполей молекул растворителя илн растворенных веществ. Так как электростатический барьер определяется, главным образом, электрическим потенциалом и толщиной двойного электрического слоя (VI. 103), то, очевидно, он будет возрастать с увеличением поверхностной диссоциации, количества адсорбируемых потенциалопределяющих ионов и прочности их закрепления, а также с уменьшением взаимодействия противоионов с поверхностью (увеличение толщины двойного слоя). При наличии на поверхности функциональных групп, обладающих слабыми кислотно-основными свойствами, значение потенциала и соответственно потенциального барьера зависит от pH среды. Электролит-стабилизатор должен иметь одии иои с достаточным сродством к веществу частицы (заряжение поверхности), другой—к растворителю (для обеспечения диссоциации электролита-стабилизатора и достаточной толщины двойного слоя). [c.332]

Обозначим через /< силу, с которой внешняя пластина двойного слоя прижимает 1 см поверхности бесконечной жидкости с зарядом Соо на 1 см-, а через — соответствующую силу для слоя с толщиной h и зарядом поверхности е . Разность этих двух сил определяет изменение давления в пленке, вызванное деформацией диффузных электрических слоев, и как раз представляет собой электростатическую компоненту расклинивающего давления П / [c.173]

Пептизация путем промывания осадка применяется в том случае, когда на поверхности частиц в осадке есть двойные электрические слои, но они сжаты вследствие большой концентрации электролита. При промывании такого осадка водой концентрация электролита в нем уменьшится, двойные слои увеличат свою толщину силы электростатического отталкивания между частицами будут действовать на более далеких расстояниях и вызовут коллоидное растворение осадка. [c.79]

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]

Согласно этим представлениям агрегативная устойчивость лиофобных золей, связанная с возникновением на частицах двойного электрического слоя, объясняется не отталкиванием частиц в результате действия электростатических сил, а тем, что противоионы двойного слоя сольватируются и таким образом создают вокруг каждой лиофобной частицы сольватную оболочку. [c.282]

Устойчивость эмульсий типа в/м, стабилизованных мылами с поливалентным катионом, ранее объяснялась главным образом ка- личием на поверхности капелек эмульсии структурно-механического барьера. Объяснение же устойчивости эмульсий типа в/м существованием на межфазной поверхности двойного электрического слоя на первый взгляд кажется невозможным вследствие малой диэлектрической проницаемости дисперсионной среды. Однако, как уже указывалось (гл. IX, разд. II), в последние годы было показано, что даже в неполярных средах может происходить некоторая диссоциация молекул эмульгатора. Соли поливалентных металлов и органических кислот в углеводородных средах обычно имеют константы диссоциации порядка 10 . Следовательно, если, на- пример, концентрация такой соли в бензоле равна 10 ммоль/л, то концентрация ионов в растворе будет иметь значение порядка 10 ° н. При таких условиях двойной электрический слой будет, конечно, очень диффузным расчеты показывают, что его толщина должна составлять несколько микрометров. Отсюда емкость двойного слоя в неполярной жидкости должна быть весьма невелика и нужен очень небольшой заряд для того, чтобы обусловить значительный поверхностный потенциал. Таким образом, электростатические силы отталкивания могут играть существенную роль и в устойчивости обратных эмульсий, особенно не очень концентрированных. [c.374]

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]

Третью часть свободной энергии двойного слоя можно рассматривать как энергию, выигрываемую вследствие вторичного перераспределения ионов в окружающей жидкости. Перераспределение ионов, имеющее место после каждой элементарной стадии процесса зарядки, ответственно за образование заряда в жидкости. Однако такое образование жидкостного заряда не входит в свободную энергию двойного слоя. Накопление ионов вблизи поверхности раздела — это следствие перехода к равновесию между электростатическим притяжением поверхностных зарядов и термическим движением, стремящимся распределить ионы обоих знаков равномерно по всему объему раствора. Поэтому энергия, выигрываемая этими ионами, рассеивается благодаря тепловому движению. Если подойти с кинетической точки зрения к этому вопросу, то можно считать, что поскольку процесс перераспределения ионов в растворе является изотермическим, то электрическая работа, выигрываемая этими ионами, передается другим ионам и молекулам растворителя (воды) и в конечном итоге выводится из системы в виде тепла. [c.18]

Рассмотрим современные представления о механизме электроосмотического переноса жидкости. Движение жидкости происходит вследствие того, что вблизи поверхности в наружной части диффузного слоя имеется избыток ионов одного знака заряда. Приложение электрического поля к капилляру, наполненному жидкостью, заставляет избыточные ионы сдвигаться к противоположно заряженному полюсу. Ионы внутренней обкладки двойного слоя, находящиеся непосредственно на стенке, так же как и ионы первого слоя противоионов наружной обкладки, не перемещаются, так как для преодоления электростатических сил, [c.49]

Качественное объяснение десорбции органического вещества при больших <7 состоит в том, что в заряженный конденсатор — двойной электрический слой — втягивается диэлектрик, обладающий более высокой диэлектрической проницаемостью, т.е. вода. Как видно из рис. 22, десорбция бутилового спирта (т. е. слияние а, -кривых) наблюдается при потенциалах, не одинаково удаленных от п. н. з. в катодную и анодную стороны. Это объясняется взаимодействием диполя органического вещества с электрическим полем двойного слоя. Действительно, при смещении потенциала в положительную сторону диполь н-С НвОН отталкивается от поверхности, к которой он обращен своим положительным концом. Поэтому десорбция наблюдается уже при относительно небольшом удалении от п. н. з. При сдвиге потенциала в отрицательную сторону, наоборот, притяжение между положительным концом диполя и отрицательно заряженной поверхностью затрудняет выталкивание молекул бутилового спирта из двойного слоя. Можно показать, что эффект вытеснения диэлектрика с меньшей диэлектрической постоянной пропорционален ф , а электростатическое взаимодействие диполя с поверхностью от потенциала зависит линейно. Поэтому в конце концов превалирует первый эффект. [c.45]

Увеличение работы адсорбции фактически означает увеличение энергии связи адсорбированного водорода с поверхностью платины с ростом pH раствора и является результатом дипольного характера связи Р1—Наде, приводит К электростатическому взаимодействию между ионами двойного электрического слоя и указанными диполями. В кислых растворах в области средних и малых заполнений по-. верхности адсорбированным водородом двойной электрический слой образован положительными зарядами металла и отрицательными зарядами анионов раствора. В щелочных растворах, как показывают адсорбционные данные, во всей области потенциалов двойной электрический слой образован отрицательными зарядами металла и катионами раствора. Если учесть, что диполь Р1—Н дд в области малых и средних заполнений поверхности обращен отрицательным концом к раствору, то, очевидно, присутствие анионов в двойном слое будет ослаблять энергию связи водорода с платиной, а присутствие катионов — ее увеличивать. [c.192]

Каждая частица дисперсной фазы представляет собой агрегат молекул ультра-микроскопических размеров и называется агрегатом. Агрегат вместе с двойным электрическим слоем из потенциалопределяющих ионов и противоионов образует мицеллу. Часть мицеллы, состоящая из агрегата и потенциалопределяющих ионов, называют ядром мицеллы. Под действием электростатического притяжения противоионы стремятся расположиться-возможно ближе к ионам, адсорбированным иа поверхности. В предельном случае образуется два слоя ионов, из которых один расположен на твердой поверхности — внутренняя обкладка двойного слоя, другой, заряженный противоположно, расположен в растворе на расстоянии ионного диаметра — внешняя обкладка его. Такой двойной слой представляет собой как бы плоский конденсатор с толщиной б порядка диаметра молекулы. Это двойной электриче- [c.263]

Эти вычисления основываются обычно на упрощенном уравнении (286) для электростатической компоненты расклинивающего давления Пг, т. е. на предположении, что потенциал в плоскости симметрии между поверхностями мал по сравнению с потенциалом диффузной части электрического двойного слоя. Недавно Ексеровой [117] предложен другой путь определения 1 )а-потенциала. Она исходила из точного уравнения (27), устанавливающего связь между величинами П, и [c.69]

Форести [17] пробовал согласовать структуру электрического двойного слоя платинированной платИны со скоростью гидрогенизации бензола в жидкой среде, например в 1,0 iV растворе НС1, 2h3N растворах КС1 с добавкой НС1. Исследована также зависимость скорости гидрсгенизации бензола от pH. Резко выраженный максимум скорости гидрогенизации при рН= 1,0— 2,0 наблюдался при переходе от щелочной к кислой среде. При обратном процессе скорость гидрогенизации значительно понижается в сильно кислой среде от добавления небольших количеств щелочи. Из того, что с увеличением pH не только увеличилось количество ионов, адсорбированных электростатически на электрическом двойном слое, но однс временно стимулировался обмен водородных ионов на катионы металла, можно сделать предположение о характере постепенного обратимого отравления. Предполагалось также, что двойной слой обладает в различных местах не одинаковыми диэлектрическими свойствами и что зоны больших диэлектрических величин соответствуют наиболее активным частям катализатора — водородного электрода из платинированной пла-, тины. Максимальная скорость реакции была найдена при нулевом заряде электрода, который совпадает с потенциалом, определенным Фрумкиным [20, 21]. [c.605]

Дальнейшее развитие теории строения двойного электрического слоя было дано в работах Грэма, Парсонса и Деванатхана (1947— 1959) и др. По мнению этих авторов, в плотной части двойного слоя следует различать внутренний и внешний гельмгольцевскпе слои. Внутренний гельмгольцевский слой образован специфически адсорбированными ионами, которые частично или полностью дегидратированы и образуют с металлом диполи. Во внешнем гельмгольцевском слое находятся гидратированные ионы, притянутые к поверхности металла электростатическими силами. Непосредственно за внешним гельмгольцевским слоем следует диффузная область. Было показано, что во многих случаях такая модель электрического двойного слоя обладает рядом преимуш,еств перед штерновской и позволяет полнее истолковать опытные закономерности. В настоящее время большое внимание уделяется роли молекул растворителя в формировании двойного электрического слоя на границе металл — раствор. [c.277]

Весьма существенно, что это электростатическое действие солей, как было показано, также приводит к сжатию ионной атмосферы или электрического двойного слоя вокруг КШ1Л0ИД-ных частиц. [c.123]

Лыонс [118] вычислил, что заряд капелек гидрозолей масла равен 4- 10 электростатических единиц. Уравнение, прпменяе-уос для этого определения, основано на представлении, что капельки со своим электрическим двойным слоем являются конден-саторамн, состоящими из двух концентрических сфер, расстояние между которыми мало по сравнению с радиусом капельки. [c.215]

Поскольку кривая распределения гидрозолей масда располагается в достаточно узких пределах для большинства капелек, Льюис [119] предполагает существование равновесия между ка-аиллярным давлением, направленным вглубь, и электростатическим давлением, направленным к внешней стороне капелек. Он достаточно подробно рассмотрел процесс увеличения капелек за ( чет наращения незаряженных молекул масла, обладающих нулевой энергией в отношении электрического заряда и поверхностного натяжения. В течение всего процесса увеличения капли заряд остается постоянным. На основании предположения о су-шсствованни электрического двойного слоя, постоянной диэлектрической емкости были выведены уравнения, подобные уравнения. Кнаппа. Было показано, что плотность заряда не зависит [c.215]

Первую количественную теорию строения двойного электрического слоя на границе металл — раствор связывают обычно с именем Гельмгольца (1853). По Гельмгольцу, двойной электрический слой можно уподобить плоскому конденсатору, одна из обкладок которого совпадает с плоскостью, проходящей через поверхностные заряды в металле, другая — с плоскостью, соединяющей центры тя- кестн зарядов 1, онов, находящихся в растворе, по притянутых электростатическими силами к иоверлиости металла (рис. 12.1). Толщина двойного слоя I (т. е. расстояние между обкладками [c.261]

Особенности поляризации в полярных средах связаны с диффуэно-стью двойного слоя, проявляющейся даже при дипольной структуре межфазной границы, индуцирующей вторичные диффузные слои в глубине обеих фаз. Учет поляризационных сил особенно важен при построении физической картины злектрокоагуляции, в технологии разделения систем с полярными средами, в том числе и очистки природньгх и сточных вод. Устойчивость дисперсной системы в электрическом поле зависит от знака и величины суммарной энергии взаимодействия, обусловленной энергией молекулярного притяжения, ионно-электростатической энергией отталкивания и энергией диполь-дипольного притяжения [43]. [c.15]

В центральной части капилляра, вне пределов двойного электрического слоя, числа переноса будут такие же, как и в сво-, бодном растворе без мембраны, так как подвижности и концентрации ионов раствора, наполняющего капилляр в центральной части и в свободном растворе, одинаковы. В цилиндрической оболочке, входящей в двойной слой, вследствие влияния электростатических сил поверхности, подвижности и концентрации находящихся там ионов будут отличаться от свободного раствора и поэтому числа переноса в этом слое будут иные, чем в свободном растворе. Очевидно, что при больших радиусах капилляра объем центральной его части, вне пределов двойного слоя, будет составлять подавляющую часть общего объема капилляра, и поэтому то изменение, которое вносится ионами диффузного слоя, ничтожно, и суммарное значение числа переноса по всему сечению капилляра не изменяется по сравнению со свободным раствором. [c.205]

Теперь возвратимся к исходной формуле (3) для плоского конденсатора и вычислим количество зарядов на 1 см . Величину диэлектрической постоянной Гэрни принимает равной единице для ионов в двойном слое, граничную разность потенциалов— 1 в, что соответствует обычно наблюдаемым величинам, и толщину двойного электрического слоя б, равную 2 10 см. Для нахождения числа зарядов V берем элементарный заряд и, учитывая, что 1 электростатическая единица равна 300 в, получаем следующее [c.16]

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]

В растворах средних концентраций часть противоионов соприкасается с потенциалопределяющими ионами, образуя гельмголь-цевский двойной слой. Эти противоионы прочно связаны с ядром мицеллы за счет адсорбционных и электростатических СИЛ И образуют адсорбционный слой противоионов. Они расположены на расстоянии O с потенциалом Другая часть противоионов образует диффузный слой противоионов с потенциалом , удерживаемых около ядра только электростатическими силами. Ядро мицеллы вместе с адсорбционным слоем противоионов называется коллоидной частицей. При разбавлении золя структура двойного электрического слоя приближается к структуре слоя Гуи, а при повышении концентрации — к структуре слоя Гельмгольца. [c.264]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология