Structura stratului electric dublu
Dublu strat electric. O particulă de suspensie (micelă) are o structură complexă. Se bazează pe miezul insolubil în acest mediu de dispersie. Suprafața nucleului, datorată energiei interfazice libere, adsorbționează ioni din mediul înconjurător în conformitate cu regula Fayans. Acesti ioni se numesc generatoare de potentiali, deoarece informeaza particula despre o anumita incarcatura. Atunci când adsorbționează ioni, energia interfacială liberă scade, ceea ce conduce sistemul la o stare stabilă. De exemplu, oxidul de un sol de hidroxid de fier ion potentsialobrazuyuschim va clor-fier format pe ecuația Fe (OH) 3 + HK1 ±: s =; Re0S1 + 2H20. Chlorokis disociază în conformitate cu ecuația FeOc1 = FeO + Cl-. Cationii FeO + sunt adsorbiți selectiv pe suprafața miezului coloidal, încărcându-l pozitiv. Dacă s-au adsorbit ioni de FeO +, atunci în soluție există ioni de Cl. Cationul FeO + conferă o încărcătură pozitivă particulei coloidale, iar contra ionii ei sunt ionii de clor care sunt în soluție. Anti-ionii experimentează două forțe: electrostatice, atrăgându-le la nucleul unei particule coloidale și difuzarea, tinzând să le disipeze în soluție. Ca urmare a acțiunii combinate a acestor forțe, starea anionilor individuali de clor nu este aceeași. Unele dintre ele sunt strâns legate de nucleul particulei coloidale, formând pe ea un strat dens de adsorbție (n-x). Cealaltă parte formează un strat difuz x - atmosfera ionică a particulei. ]
Structura stratului dublu poate fi reprezentată de schema prezentată în Fig. 1.7. Ioni care sunt în exces pe suprafață (numiți ioni care formează potențial) sunt compensați de contraioni. Unele dintre ioni sunt reținute de suprafață la o distanță relativ mică, de ordinul mai multor angstromi, formând așa numitul strat ionic dens. Ionii rămași formează un strat difuz extern, în care forțele mișcării termice interferează cu distribuția ordonată a ionilor. Sub influența difuziei, acest strat pare să fie "neclară" în direcția de la interfață până la adâncimea soluției. Încărcarea unei particule se datorează unui exces de ioni ai oricărui semn în unitatea geometrică structurală a stratului. Ioniunile, care sunt în exces, sunt astfel potențate. În plus față de ioni, moleculele care conțin dipoli electrice participă la formarea unui strat dublu. ]
Structura stratului electric dublu Stern și schimbarea potențialului (φ0) cu distanța (x) de la interfața fazelor.
Deoarece stratul dublu electric este caracterizat printr-o capacitate de salt relativ mică (fracție de volți), nu poate fi direct responsabilă pentru diferența de potențial la solutia de gheață a fost de aproximativ 10-102 V. Ca urmare Vorkmen și Reynolds (în [98] cm.) Sugestii responsabil de electrificare nu sunt procese moleculare la interfața cu soluția de gheață, ci schimbări structurale în transformarea fazelor. Conform cunoștințelor actuale ale structurii apei în fază lichidă, la temperaturi apropiate de punctul de congelare, complexe moleculare sunt formate, cristalele lichide care au momente electrice considerabil mari decât o singură moleculă. Existența unor astfel de complexe a fost confirmată experimental de către Leb și colaboratorii [401]. În stratul dublu electric creat de cristale lichide la interfața soluție de gheață potențială picătură poate fi mult mai mare decât în dublu strat pe suprafața interfeței soluție-aer. [. ]
Schema structurii stratului dublu electric (A) și variația cantităților
Structura stratului electric dublu
Când se aplică un câmp electric, stratul dublu este polarizat, particulele coloidale dobândesc o structură dipolă și încep să se deplaseze către un electrod care are o încărcătură opusă semnului încărcării particulelor. ]
În Fig. 29 prezintă structura unui strat electric dublu cu o structură densă și difuză. ]
În Fig. 34 este o diagramă a structurii unui strat dublu electric conform teoriei Stern, care satisface cel mai mult datele experimentale. În schemă, ionii pozitivi care formează o parte a fazei solide formează un înveliș dublu strat interior și sunt determinanți potențiali. ioni negativi (contraioni) cuprind o căptușeală exterioară care constă din două părți: solid - aproape de suprafață (Stern grosimea stratului 6) și se spală într-o stare de mișcare termică (strat de difuzie). potențial picătură completă ^ 0 în stratul dublu compus dintr-un potențial de picătură shternovskom (fb) și straturile de difuzie (Q). [. ]
Câmpul electric natural de filtrare este cauzat de mișcarea apelor subterane prin roci poroase. Câmpurile de origine necesar pentru a forma o astfel de existență potențială a stratului dublu electric la fazele solide și lichide ale rocii. câmpuri de filtrare intensitate depinde de căderea de presiune în rezervorul de filtrare, rezistența electrică a fluidului de filtrare, adâncimea orizontului purtătoare de apă, suprapusă rezistivitate electrică și suport gaterele orizont filtru, vascozitate filtrat, precum și geometria întregii structuri a rocii în care are loc procesul. câmp filtrare prezintă conexiune bună și stabilă geomorfologic și litologice - condițiile hidrogeologice din regiune, ceea ce permite utilizarea acestora ca facilitate Kartirovochno în studiul structurii părților superioare ale litosferei din [.. ]
Să analizăm pe scurt teoriile existente ale stratului electric dublu (DES). Conform teoriei elementare și istoric primul DES al structurii propuse de Helmholtz, respectivul strat este format din două straturi plate de taxe dispuse la distanța moleculare față de celălalt și care interacționează unele cu altele numai de forțele electrostatice (similar cu interacțiunea în condensator planar). Căderea potențială dintre straturi are loc liniar (figura 6.2a). ]
Între particulele solului și soluția de sol se formează un strat de interfază, ale cărui proprietăți sunt diferite de cele ale soluției de sol în vrac. Prezența încărcare pe suprafața particulelor de sol determină stratul dublu electric este puternic adsorbit și stratul difuz de ioni, în care densitatea de ioni scade odată cu creșterea distanței de la interfața lor. Grosimea stratului de ioni puternic adsorbiți este de ordinul diametrului ionic de 2,7-10-10 m. Grosimea stratului difuz este caracterizată de o valoare variabilă (cu creșterea temperaturii soluției crește). O astfel de structură a stratului de adsorbție determină potențialul termodinamic φ la interfața dintre fazele solide și cele lichide. O parte a potențialului dintre limita de alunecare (limita dintre stratul puternic adsorbit și difuz) unui lichid și o soluție în care încărcarea este zero este numită potențialul electrokinetic sau zeta. Valorile cele mai mari observate în ultimele soluri hidrofile în absorbția complexă care conține o mulțime de ioni monovalenți de Na, K, Lb Aceste soluri tipic o capacitate de filtrare prezintă o structură, redusă foarte dispersată și. [. ]
Adsorbția polimerilor ionici pe particulele încărcate, schimbarea încărcării suprafeței și a structurii stratului electric dublu, influențează astfel componenta ionoelectrostatică a presiunii disjuncte [51]. ]
În solurile dispersate, poluarea provoacă schimbări în structura și caracteristicile stratului lor electric dublu "primar" (DES). Astfel, electroliții poluanți afectează solurile DES precum metale alcaline și alcalino-pământoase, în contact cu solul, acestea vor interacționa cu ionii de DES și în conformitate cu capacitatea sa de încărcare pentru schimbul de ioni și adsorbție va înlocui o parte din DEL ionilor [. . ]
Așa cum sa subliniat, stabilitatea unui sistem coloidal este puternic influențată de un stabilizator, o substanță a structurii ionice sau moleculare adsorbită pe nucleele particulelor. Cu un stabilizator ionic, straturile electrice duble apar în jurul nucleelor micelilor, ceea ce face dificilă combinarea lor (factorul electric). ]
Capacitatea de absorbție a acestor trei grupe de compuși este prezentată în grade diferite și nu numai din cauza unei anumite zone de suprafață, dar, de asemenea, structura coloizilor, prezența stratului dublu electric de ioni la interfața dintre faza dispersată și mediul de dispersie. Schema generală a structurii coloidului este prezentată în figura 5. [. ]
Efectul concentrației inițiale a soluției de pori pentru migrarea electrochimică a hidrocarburilor lichide în solurile argiloase este un factor important în determinarea structurii și dezvoltarea părții difuze a stratului dublu electric la „ulei-apă“ și „apă minerală“. În discuția noastră, presupunem că cele două plăci DES „H sunt în faza apoasă, iar centrele lor de greutate la distanțe diferite de la frontiera, ca la permitivitatea foarte scăzut de interfață ulei“ apă-ulei „este impermeabil la orice ion [70] . [. ]
Prezența unor secțiuni neomogene mari cauzează apariția barierelor energetice la limita dintre ele. suprafața Eterogenitatea și modificarea asociată valorilor de energie de suprafață vor determina intensitatea și caracterul proceselor fizico-chimice la mediul de interfață de metal, cum ar fi adsorbția și desorbția, structura stratului dublu electric și interacțiunea adeziv. [. ]
Atunci când se determină parametrii electrokinetici, este important să se cunoască tipul de coloizi și solide în suspensie, față de suprafața căreia acești parametri sunt determinați. Procesul de coagulare poate fi de trei tipuri: particule de murdărie, fulgi de coagulant proaspăt și fulgi de nămol coagulate reprezentând fulgi particule de coagulant sunt contaminanți adsorbite. Este vorba despre fulgii sedimentului coagulat care prezintă cel mai mare interes atunci când vine vorba de sarcina de suprafață. Ele conțin particule cu încărcături ale ambelor semne, ceea ce afectează structura și compoziția straturilor electrice duble (DEL) care înconjoară particulele sedimentului coagulat. Încărcarea unei astfel de structuri de mozaic este considerată criteriul pentru doza optimă de coagulant. ]
Existența proprietăților sorbție ale solului, manifestată, de exemplu, în absorbția gazelor, vaporilor de apă sau de solut de fază solidă la sol, cunoscut de multa vreme. Pentru a înțelege rolul coloizilor în formarea și funcționarea de o importanță deosebită a solului este cunoașterea acestor secțiuni ale chimiei coloidale, ca studiul sistemelor coloidale; teoria fenomenelor moleculare-cinetice; predarea asupra fenomenelor de suprafață și teoria stabilității, coagularea și stabilizarea sistemelor coloidale care cuprind o dispersie de particule de structură de fază (micele), proprietățile electrice ale straturilor de suprafață din sistemele disperse și condițiile elektrokinetiche-parametru, structura stratului dublu difuz la interfață, și altele. [. ]
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: