Н. Каразина С. В
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА СТРОЕНИЕ ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
жүктеу/скачать 1,02 Mb.
|
Физическая и коллоидная химия. Часть II. Коллоидная химия ( PDFDrive )
| ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА СТРОЕНИЕ ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЯ И ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ
Состояние ДЭС характеризуется плотностью заряда на поверхности и в слое Штерна, а также эффективной толщиной диффузной части слоя, потенциалом поверхности, адсорбционным и электрокинетическим потен- циалами. Индифферентные электролиты, не содержащие в своем составе ио- нов, которые могут быть потенциалопределяющими, не изменяют плот- ность поверхностного заряда и потенциал поверхности. Ионы таких элек- тролитов, заряженные противоположно поверхности, обмениваются с противоионами наружной обкладки двойного слоя. При повышении кон- центрации и заряда таких ионов их содержание в адсорбционной части двойного слоя (слое Штерна) увеличивается, а адсорбционный потенциал уменьшается. Одновременно увеличение ионной силы раствора при- водит к сжатию диффузной части ДЭС. Действие этих факторов снижает
вится равным нулю; такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрическим.Некоторые противоионы, вводимые в систему, очень сильно взаимо- действуют с поверхностью частичек за счет адсорбционных сил. Таковы поливалентные ионы с высокой поляризующей способностью (например, нические ионы). Такие ионы могут адсорбироваться в слое Штерна не только по ионообменному механизму, но и за счет специфических ад- сорбционных сил; при этом их количество в слое Штерна может стать та- ким, что заряд противоионов в адсорбционном слое становится больше заряда потенциалопределяющих ионов. Для сохранения электроней- тральности ДЭС в целом диффузный слой формируется из ионов, заря- женных одноименно с потенциалопределяющими (ко-ионов). При этом адсорбционный потенциал и -потенциал изменяют знак. Дальнейшее повышение концентрации такого электролита, как обычно, сжимает диф- фузную часть слоя, и абсолютное значение -потенциала (уже с другим знаком) уменьшается вплоть до нуля (рис. 8.5). Рис. 8.4. Изменение потенциала ДЭС при повышении содержания индиффе- рентного электролита: 1 – начальное состояние; 2 – при кон-
центрации электролита c1 ; 3 – при 1 – начальное состояние. Повыше- концентрации электролита c2 c1 . ние концентрации электролита со- ответствует увеличению номера кривой. Неиндифферентные электролиты, содержащие потенциалопреде- ляющие ионы, в отличие от индифферентных, влияют на заряд поверхно- сти и потенциал коллоидных частичек. Неиндифферентные электролиты могут содержать потенциалопреде- ляющие ионы того же знака, что и заряд поверхности. В таком случае эти ионы дополнительно адсорбируются на поверхности частичек, что ведет к увеличению плотности заряда поверхности q и потенциала поверхно- сти s , а следовательно, к повышению абсолютных значений - и - потенциалов. По мере повышения концентрации этого электролита заряд и потенциал поверхности достигают предельного значения и остаются далее неизменными, а абсолютные значения - и -потенциалов уменьшаются за счет сжатия диффузной части слоя (рис. 8.6). 0 Рис. 8.6. Изменение потенциалов ДЭС при повышении содержания неиндиф- ферентного электролита с потенциало- пределяющими ионами одного знака с ионами, находящимися на поверхности: 1 – начальное состояние; 2 – при кон-
центрации электролита центрации электролита c1 ; 3 – при кон- c2 c1 . верхности: 1 – начальное состояние. Повы- шение концентрации электролита соответствует увеличению номера кривой.
Если неиндифферентный электролит содержит потенциалопреде- ляющие ионы, противоположные по знаку заряду поверхности, происхо- дит взаимодействие между имеющимися и введенными потенциалопреде- ляющими ионами с образованием малорастворимых или плохо диссоции- рующих соединений. Это сопровождается уменьшением плотности заряда поверхности и абсолютных значений s -, - и, соответственно, - потенциалов. При определенной концентрации вводимого электролита все эти величины уменьшаются до нуля, а при дальнейшем введении в систему неиндифферентного электролита происходят адсорбция вводи- мых потенциалопределяющих ионов и перезарядка поверхности. При этом s - и -потенциалы нового знака сначала увеличиваются (до дос- тижения предельной адсорбции потенциалопределяющих ионов), после чего S -потенциал остается постоянным, а – начинает снижаться. Со-
ответственно, -потенциал нового знака сначала увеличивается по абсо- лютному значению, а затем, пройдя максимум, начинает уменьшаться до нуля за счет сжатия диффузной части двойного слоя (рис. 8.7), как при добавлении индифферентного электролита. жүктеу/скачать 1,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|