ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

явления.

Фарадея,
d – изменение электрического потенциала поверхности
qS=-d/d
уравнение Гиббса для

электроповерхностных явлений ( I уравнение Липпмана)

Способы образования ДЭС
Специфическая адсорбция потенциалобразующих ионов растворов твердой поверхностью с достройкой кристаллической решетки.
Поверхностная диссоциация или переход ионов с твердой поверхности в жидкую среду.
Изоморфное замещение ионов.
Поляризация твердой поверхности в электрическом поле.

d=zFd

– противоионы в адсорбционном (2) и диффузионном (3) слоях
 –

толщина адсорбционного слоя

По Гельмгольцу (1853)

+
++
+
+

_
_
_
_
_



х

0=max

0=0

С=-d2σ/d2

0=max

_
_
_
_



х





+
+
+
+
+

_


_

_



х

0→0

_
_

_

_

+
++
+
+

_

_

 = 0е –Dx

на поверхности твердых частиц (ТЧ), и эквивалентным количеством противоионов (ПИ),

находящихся в дисперсионной среде.
ПОИ прочно связаны с ТЧ хемосорбционными силами и равномерно распределены на ее поверхности.
Дисперсионная среда рассматривается как сплошная среда с постоянной диэлектрической проницаемостью и вязкостью.
ДЭС рассматривается как плоскопараллельный, так как толщина ДЭС много меньше радиуса кривизны поверхности ТЧ.
ПИ имеют конечные размеры и не могут подходить к поверхности ТЧ на расстояние, меньшее радиуса гидратированного иона.

Слой ПИ имеет сложное строение и состоит из двух частей

– адсорбционного слоя Гельмгольца и диффузионного слоя Гуи.
7. Адсорбционные ПИ связаны с поверхностью ТЧ адсорбционными и электростатическими связями, распределены равномерно, поэтому падение потенциала линейное.
8. Диффузионные ПИ притягиваются электростатическими силами, распределены неравномерно и находятся в динамическом равновесии, поэтому падение потенциала нелинейное.
9. Полный потенциал ДЭС называется термодинамическим потенциалом, а потенциал на границе адсорбционного и диффузионного слоев – электрокинетическим потенциалом.

(прямая 2)
Величина -потенциала зависит от концентрации, размера ионов, адсорбционной способности

и валентности противоионов.
1. Добавление одновалентных ионов вызывает сжатие диффузионного слоя и уменьшение -потенциала до 0 (ИЭТ).
2. Добавление многовалентных противоионов может привести к перезарядке поверхности и изменению знака -потенциала.

слой
Диффузный слой
{/[(mAgI)nAg+](n-x)NO3-/xNO3-}
агрегат
ядро
частица/гранула
мицелла
0

Ф.Рейс)
Схема возникновения потенциала седиментации (1878 г. – Дорн)
Схема возникновения потенциала

течения (1858 г. – Квинке)

1 – потенциалообра-зующий слой ионов
2,3 – противоионы в адсорбционном (2) и диффузионном (3) слоях

1 – дисперсная система
2 – перегородка

– диэлектрическая постоянная
 – электрокинетический потенциал
 – вязкость дисперсионной

среды
 – коэффициент формы частицы
E – напряженность электрического поля

направленного транспорта лекарственных веществ. Широко используется как метод анализа, очистки

и фракционирования частиц дисперсной фазы (белков, аминокислот, гормонов и др.).

Электроосмос применяется для удаления избыточной влаги из капиллярно-пористых тел (зерна, грунта, цемента, древесины и др.).

Потенциал течения возникает при протекании крови по сосудам и регистрируется в виде кардиограммы. Служит одной из причин взрывов трубопроводов с нефтью.

Потенциал седиментации возникает при оседании твердых градовых частиц и является причиной грозовых разрядов в атмосфере.

Что является причиной возникновения двойного электрического слоя?
Какое строение имеет ДЭС

согласно теориям Гельмгольца, Гуи-Чэпмена и Штерна?
Дайте определение электрокинетического потенциала. От каких факторов зависит его величина?
Почему при добавлении многовалентных противоионов может произойти перезарядка поверхности и изменению знака -потенциала?
Что такое мицелла и какое строение она имеет?
Какие явления называют электрокинетическими?
Дайте определение электрофореза, электроосмоса, потенциала течения и потенциала седиментации.
От каких факторов зависит электрофоретическая подвижность частиц?
Приведите примеры использования электрокинетических явлений на практике.