Строение двойного электрического слоя

Двойной электрический слой может возникать на поверхности твердого тела или в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, находящегося в растворе. Двойной электрический слой состоит из ионов, достаточно прочно связанных с твердой фазой – потенциалопределяющих ионов – и эквивалентного количества противоположно заряженных ионов, которые находятся в жидкой фазе – противоионов. Между твердой фазой и жидкостью возникает разность потенциалов – термодинамический потенциал (φ-дзета-потенциал), определяемый плотностью зарядов потенциалопределяющих ионов на единице поверхности.

Если потенциалопределяющие ионы прочно фиксированы на поверхности твердой фазы, то распределение противоионов жидкой фазы определяется двумя противоположными силами. Молекулярно-тепловое движение стремится распределить противоионы по объему раствора равномерно, электростатические же силы притягивают противоионы к поверхности твердой фазы. В результате устанавливается равновесное дифузионное распределение противоионов и концентрация их уменьшается по мере удаления от поверхности раздела фаз.

Действие адсорбционных сил, в отличие от электростатических, очень быстро уменьшается с расстоянием и поэтому проявляются только у самой поверхности твердого тела. Слой противоионов, частицы которого притягиваются к поверхности не только электростатическими силами, но и адсорбционными, называется адсорбционным слоем противоионов. Толщина его невелика и измеряется несколькими ионными диаметрами.

Рис. 2. Строение двойного электрического слоя: 1- потенциалопределяющие ионы 2- адсорбционный сой противоионов 3- диффузный слой противоионов ав – плоскость скольжения

Противоионы адсорбционного слоя относительно твердой фазы находятся неподвижно.

Потенциалоопределяющие ионы создают поверхностный заряд, противоположный по знаку заряд сосредоточен в жидкой фазе. По мере удаления от поверхности твердой фазы термодинамический потенциал уменьшается. В адсорбционном слое он уменьшается по прямой (рис.3), а в диффузном – по кривой, т.к противоионы в нем распределены неравномерно (рис. 4).

ς φ- потенциала
Рис.3 Зависимость термодинамического потенциала от расстояния х от поверхности раздела	Рис.4. Кривые снижения потенциала при сжатии диффузного слоя

Наибольший интерес представляет потенциал на границе скольжения - ав. При движении частицы дисперсной фазы в электрическом поле (электрофорез) часть жидкости вместе с адсорбционным слоем противоионов перемещается вместе с ней. Потенциал на границе скольжения определяет скорость перемещения фаз при наложении электрического поля, т.е. является причиной электрокинетических явлений. Этот потенциал получил название электрокинетического или ς – дзета – потенциала. Электрокинетический потенциал является частью термодинамического и поэтому всегда меньше его. Чем меньше толщина диффузного слоя, тем меньше противоионов перейдут за границу скольжения и тем меньше значение ς – дзета – потенциала.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 194; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!