III. Модель Штерна

1924 г. Штерн объединил схему строения ДЭС Гельмгольца-Перрена и Гуи-Чэпмена. Учёл размеры ионов и взаимодействие ионов с поверхностью твердой фазы, которое обусловлено наличием на малом расстоянии от поверхности (порядка несколько ангстрем) поля молекулярных (адсорбционных) сил.

ДЭС состоит из двух частей: часть противоионов находится на молекулярном расстоянии твердой фазы – слой Гельмгольца, другая часть образует диффузнный слой по Гуи.

Таким образом, можно выделить две тенденции: адсорбцию противоионов и диффузию противоионов.

Падение потенциала φ₀ складывается из φ_δ – падения потенциала в диффузнном слое - и разности потенциалов между обкладками конденсатора φ₀ - φ_δ. Границы скольжения не ясны, в общем случае по границе слоя Гуи.

Рис. 17. Схема ДЭС по Штерну и падение в нём потенциала.

Зависимость электрокинетического потенциала от валентности протиаоиона определяется адсорбционной способностью, обусловленной их поляризуемостью и гидратацией: с увеличением поляризуемости частицы уменьшается электрокинетический потенциал, т.к. возникают дополнительные адсорбционные силы между твердой фазой и наведенным диполем и ион может ближе подойти к поверхности.

Гидратация ионов уменьшается с увеличением радиуса иона, поэтому с уменьшением гидратации уменьшается электрокинетический потенциал, т.к. гидратная оболочка уменьшает электростатическое взаимодействие между противоионом и поверхностью твёрдой фазы.

Перезарядка ДЭС: многовалентные электроны могут втягиваться в слой Гельмгольца из-за сильных электрических взаимодействий (хорошая адсорбируемость из-за высокой поляризуемости). Количество адсорбционных ионов может нейтрализовать заряд поверхности и перезарядить ее. Потенциал φ₀ не изменяется, т.к. чужеродные ионы не способны достраивать кристаллическую решетку твердой фазы.

Дата добавления: 2014-01-05