Студопедия — Теорія Штерна.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Теорія Штерна.






 

У 1924 р. Штерн запропонував теорію будови подвійного електричного шару, в якій він використав уявлення попередніх теорії. При цьому він зробив два посилання.

- Реальні іони мають конкретні розміри і не можуть підходити до твердої поверхні на відстань ближче ніж іонний радіус.

- В системі діють сили адсорбційного і електростатичного протягування та сили відштовхування, зумовлені тепловим рухом.

Згідно з теорією Штерна, частина протиіонів притягується до твердої поверхні як електростатичними, так і адсорбційними силами. Дія адсорбційних сил, на відміну від електростатичних, швидко спадає з відстанню, тому їх вплив слід враховувати тільки біля самої поверхні твердого тіла (на відстані декілька ангстрем). Внаслідок цього частина протиіонів утримується на дуже близькій відстані біля поверхні, утворюючи плоский конденсатор товщиною d, аналогічний описаному у теорії Гельмгольца - Перрена. В цьому шарі спостерігається різке лінійне падіння електричного потенціалу. Цей шар називається гельмгольцівським, або адсорбційним шаром.

Решта протиіонів, необхідних для компенсації заряду потенціалвизначальних іонів, внаслідок теплового руху розподілені в об’ємі розчину поблизу поверхні і утворюють шар, в якому вони підпорядковуються тим самим законам, що і в теорії Гуї - Чепмена. Цю частину подвійного електричного шару товщиною l, називають дифузійним шаром, або шаром Гуї. В дифузійному шарі потенціал спадає повільніше за експонентою.

 

Рис. 42. Схема будови ПЕШ згідно теорії Штерна.

 

jo - потенціал на поверхні частинки

jd - потенціал адсорбційного шару

d - товщина адсорбційного шару

l - товщина дифузійного шару

Межа ковзання між рухомою і нерухомою фазою знаходиться на деякій відстані D відтвердої поверхні, яка не співпадає з межею адсорбційного і дифузійного шарів.

Згідно теорії Штерна заряд твердої поверхні q дорівняє сумі зарядів протиіонів адсорбційного qа, та дифузійного шарів qд.

q = qа + qд (5.29)

Для характеристики кількості іонів, адсорбованих одиницею поверхні Штерна, використав уявлення теорії адсорбції Ленгмюра. Для симетричного електроліту він одержав наступні рівняння:

(5.30)

(5.31)

q+, q- - специфічні адсорбційні потенціали катіону та аніону.

Заряд адсорбційного шар є різницею зарядів катіонів та аніонів, що припадають на одиницю поверхні.

qa = Fz(A+ - A-) (5.32)

(5.33)

Заряд дифузійного шару безпосередньо пов’язаний з потенціалом в цьому шарі і розраховується згідно теорії Гуї – Чепмена:

(5.34)

Сумарний заряд подвійного електричного шару дорівнює

(5.35)

Концентрація індиферентного електроліту в розчині сильніше впливає на заряд адсорбційного шару, ніж на заряд дифузійного. Тому при зменшенні концентрації структура ПЕШ наближається до моделі Гуї – Чепмена, при цьому товщина ПЕШ зростає (рис.43). Зі збільшенням концентрації електроліту структура подвійного електричного шару наближається до моделі Гельмгольца-Перрена, а товщина ПЕШ буде зменшуватися до адсорбційного шару. При цьому z - потенціал буде зменшуватися, поступово наближаючись до нуля (рис.43), стан ПЕШ коли z - потенціал дорівнює нулю називається ізоелектричним.

 

Рис. 43. Залежність z - потенціалу від концентрації.

 

Вплив природи проти іонів на структуру і товщину ПЕШ, визначається їх валентністю та адсорбційним потенціалом. Чим більша валентність іонів та їх адсорбційний потенціал, тим сильніше вони втягуються в адсорбційний шар, і тим сильніше стискається ПЕШ.

Ємність ПЕШ визначається, як ємність двох послідовно з’єднаних конденсаторів:

1/С = 1/Са + 1/Сд (5.36)

Товщина і ємність адсорбційного шару Са, майже не залежить від концентрації електроліту, в той час, як товщина і ємність дифузійного шару Сд сильно залежить від неї. Якщо ємність одного з конденсаторів значно більша за ємність другого, то їх сумарна ємність дорівнює меншому значенню, тому ємність ПЕШ для розведених розчинів дорівнює ємності дифузійного шару, а для концентрованих – адсорбційного.

 

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 1474. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Алгоритм выполнения манипуляции Приемы наружного акушерского исследования. Приемы Леопольда – Левицкого. Цель...

ИГРЫ НА ТАКТИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Методические рекомендации по проведению игр на тактильное взаимодействие...

Реформы П.А.Столыпина Сегодня уже никто не сомневается в том, что экономическая политика П...

Основные разделы работы участкового врача-педиатра Ведущей фигурой в организации внебольничной помощи детям является участковый врач-педиатр детской городской поликлиники...

Ученые, внесшие большой вклад в развитие науки биологии Краткая история развития биологии. Чарльз Дарвин (1809 -1882)- основной труд « О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь»...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия