Основные положения строения ДЭС

СТРОЕНИЕ ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЯ (ДЭС)

1.ДЭС образован потенциалопределяющими ионами, находящимися на поверхности твердой частицы, и эквивалентным количеством противоионов, находящихся в жидкой дисперсионной среде вблизи поверхности твердой частицы.

2.Потенциалопределяющие ионы прочно связаны с твердой частицей хемосорбционными силами и равномерно распределены по ее поверхности.

3.Дисперсионная среда рассматривается как непрерывная (т.е. бесструктурная) среда, характеризуемая диэлектрической проницаемостью (e) и вязкостью (h).

4.ДЭС рассматривается как плоскопараллельный. Это допущение приемлимо, если толщина ДЭС на много меньше, чем радиус кривизны поверхности твердой частицы. По этой же причине нам кажется плоской Земля, радиус которой около 6000 км, а расстояние, на которое видит человеческий глаз значительно меньше.

5.Противоионы имеют конечные размеры и, следовательно, не могут подходить к заряженной твердой поверхности ближе, чем на расстояние одного ионного радиуса.

6.Слой противоионов, компенсирующих заряд твердой поверхности, имеет сложное строение и состоит из 2-х частей:

а) плотного слоя (адсорбционного слоя или слоя Гельмгольца);

б) диффузного слоя (слоя Гуи).

7.Адсорбционный слой противоионов примыкает к заряженной поверхности твердой частицы и имеет толщину порядка диаметра гидратированного противоиона (d). Те противоионы, которые попадают в это пространство, называются адсорбционными противоионами. Они связаны с заряженной твердой частицей двумя видами сил:

- адсорбционным силами;

- электростатическими силами.

Эти силы такие прочные, что противоионы адсорбционного слоя передвигаются вместе с твердой частицей, не отрываются от нее, образуя с ней единое кинетическое целое - коллоидную частицу. Противоионы адсорбционного слоя равномерно распределены в слое, поэтому падение потенциала происходит линейно и равно j_d.

Диффузный слой имеет толщину d, его образуют те противоионы, которые находятся от заряженной твердой частицы на расстоянии больше d, но в пределах расстояния d. Эти противоионы притягиваются к частице только электростатическими силами, а следовательно, менее прочно, чем противоионы адсорбционного слоя. При движении твердой частицы они от нее отрываются. На противоионы диффузного слоя большое влияние оказывает тепловое движение, которое стремится равномерно распределить их по всему объему системы, его действие тем сильнее, чем дальше от заряженной поверхности находятся противоионы. Это приводит к установлению динамического равновесного диффузного слоя. Так как противоионы в диффузном слое распределены неравномерно, то и падение потенциала в нем (j_d) происходит также неравномерно - по какой - то криволинейной зависимости.

9.Полное падение потенциала в ДЭС называется термодинамическим потенциалом (j ₀):

j₀ = j_d + j_d

Таким образом мы видим, что в ДЭС происходит полная компенсация суммарного заряда твердой поверхности суммарным зарядом противоионов и на границе ДЭС с дисперсионной средой потенциал равен нулю. Очевидно, что вышеизложенные положения строения ДЭС можно представить рисунком (8.1).

А можно записать в виде аналитического уравнения: формулы мицеллы лиофобного золя:

{ n [AgCl] mAg⁺ (m - x) NO₃^-} xNO₃^-,

где n - число молекул, образующих дисперсную частицу;

m - число потенциалопределяющих ионов;

(m - x) - число противоионов адсорбционного слоя;

х - число противоионов диффузного слоя.

Таким образом, мицеллой называют твердую частицу с ДЭС. Мицелла электронейтральна. Но что же будет происходить с ДЭС при движении твердой частицы? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны вспомнить, что противоионы ДЭС образуют адсорбционный и диффузный слой и связаны с заряженной твердой частицей в разной степени (см.пункты 6,7,8). Поэтому при движении частицы ДЭС разрывается, место разрыва называют плоскость скольжения фаз (на рис.8.1. ее обозначили линией АВ). Плоcкость скольжения фаз лежит или на границе: адсорбционный слой - диффузный слой противоионов, или в диффузном слое, но вблизи этой границы. Потенциал, который возникает на плоскости скольжения (АВ), называется электрокинетическим потенциалом или дзета - потенциалом, по названию буквы греческого алфавита, которым он обозначается - x.

h - расстояние от твердой поверхности вглубь дисперсионной среды.

Дата добавления: 2014-01-05