химический каталог




Поверхностные силы

Автор Б.В.Дерягин, Н.В.Чураев, В.М.Муллер

тивоионов) и разрежение ионов того же знака (побочных ионов).

Структура ДЭС как целого зависит от особенностей каждой конкретной системы. Она может быть как относительно простой, так и достаточно сложной. Для описания этой структуры обычно используют теорию Гуи—Чепмана [20, 21], а также теории Штерна [221 и Грэма [23], позволяющие учесть специфику конкретных систем. Однако 'специфика структуры ДЭС связана главным образом с той его частью, которая сосредоточена непосредственно на поверхности раздела и толщина которой не превышает нескольких ангстрем. В эту часть ДЭС входит заряд смежной с раствором фазы и заряд специфически адсорбированных ионов — так называемая плотная часть двойного слоя. Диффузная же, то есть объемно-поверхностная+ часть ДЭС при умеренных концентрациях ионов в растворе не зависит от механизма заряжения поверхности раздела. Она определяется только величиной заряда и имеет примерно одинаковое, достаточно хорошо изученное и относительно простое строение.

§ 3. Диффузная часть двойного электрического слоя. Уравнение Пуассона—Больцмана

Расчет структуры диффузной части ДЭС опирается на уравнения, описывающие изменения в распределении электрического поля и концентрации ионов в пространстве вблизи межфазной границы. В основе такого описания лежит уравнение Пуассона, точнее, уравнение Максвелла:

. div (е grad ?) = — 4яр, (1.11)

где Б, и р — локальные значения статической диэлектрической проницаемости, электростатического потенциала (по отнощению к объему раствора) и объемной плотности заряда. Последняя связана ч; локальными концентрациями ионов, несущих заряд Zte, очевидным соотношением

г

в котором суммирование производится по всем сортам ионов, находящихся в растворе. Локальные концентрации ионов связывают в свою очередь, с их средними объемными значениями /г$ вдали от заряженных поверхностей посредством уравнения Больцмана

щ = щ ехр (—i0j/6), (1-13)

где 0 = к Г — произведение постоянной Больцмана на абсолютную температуру; wt — работа перемещения иона из объема электролита в диффузную часть ДЭС. Эта работа — потенциал средней силы, действующей на ион,— может быть рассчитана с помощью метода коррелятивных функций Боголюбова—Борна—Грина—Ивона (ББГИ) [24] или приближенных уравнений теории жидкости [25].

Однако общий способ замыкания системы уравнений (1.8)—(1.10) состоит в том, что величину wt, следуя Гуи, полагают равной

wt = 2?еТ, (1.14)

связывая ее тем самым со средним значением потенциала ? в точке нахождения иона.

Локальные значения диэлектрической проницаемости е в принципе определяются свойствами растворителя, зависящими, в свою очередь, от расстояния до границы раздела и от локальных концентраций ионов Rj, а также от локальной напряженности электрического поля Е = —grad *Р [26]. Однако в первом приближении величину е в уравнении (1.11) можно всюду считать постоянной [27]:

е = е0 = const. (1*15)

Это обстоятельство позволяет значительно упростить задачу. Последовательные подстановки уравнений (1.12) — (1.15) в уравнет ние (1.11) приводят к основному уравнению теории Гун—Чепмана, так называемому уравнению Пуассона—Больцмана (ПБ):

А = —?-11*вхр(—пг)« (1-16)

где А — оператор Лапласа.

Это уравнение в сочетании с соответствующим граничным условием, которое задается механизмом образования заряда межфазной поверхности, полностью определяет задачу о распределении потенциала Y в пространстве вблизи поверхности раздела. Одновременно с электрическим потенциалом решение уравнения (1.16) определяет в силу уравнений (1.13) и (1.14) также и локальные плотности распределения побочных ионов и противоионов.

Уравнение ПБ имеет исключительно важное прикладное значение. Поэтому анализу его корректности и изучению возможностей его модификации было посвящено очень большое число теоретических работ [28—44]. Обзор многих из них содержится в известных монографиях и обзорных статьях (см., например, [45—48]). Эти работы можно условно разделить на две большие группы. В одну из них входят работы, осно

страница 8
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Поверхностные силы" (3.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Наборы ножей Японские
купить манежки для футбола
табуреты лофт
частный ремонт холодильников на дому

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(31.03.2017)