химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

воионы — к катоду. Если дисперсная фаза заряжена положительно, направление движения частиц и ионов меняется на обратное. Следует отметить, что к электроду, имеющему заряд, одноименный с заряженными частицами, движется только часть протнвоионов. Другая часть противоионов, находящихся весьма близко от поверхности дисперсной фазы, под действием сравнительно значительных электрических и адсорбционных сил оказывается связанной с частицами и вынуждена двигаться вместе с ними. Явление электрофореза можно пояснить

Рис. VII, 4. Схема образования двойного электрического слоя вокруг частицы двуокиси кремния, находящейся и воде.

схемой, изображенной на рис. VII, 5. При этом совершенно произвольно принято, что потенциалопределяющие ионы заряжены отрицательно, а противоионы — положительно. Конечно, электрофорез надо рассматривать не как простой перенос заряженных частиц и противоионов к соответствующим электродам, а как перенос, сопровождающийся постоянным взаимным обменом между противоионами соседних коллоидных частиц. В этом отношении электрофорез полностью сходен с электролизом, который осуществляется путем обмена ионов соседних молекул.

Изложенному представлению о существе электрофореза, казалось бы, противоречат сделанные ранее наблюдения об односторонности этого явления, т. е. наблюдения, показавшие, что при электрофорезе переносится только коллоидное вещество, но не происходит переноса ионов. Однако противоречие здесь только кажущееся, так как для образования на частицах двойного электрического слоя требуется ничтожно малое количество электролита, которое очень трудно определить количественно. Так, было найдено, что при получении золя сульфида мышьяка, для которого стабилизатором являются молекулы сероводорода, на 0,67 г AS2S3, выделившегося на аноде, приходилось всего IO75 г водорода, выделяющегося на катоде. Понятно, что такое количество водорода с помощью обычных аналитических методов определить невозможно, что и привело к возникновению в свое время неправильных представлений об односторонности процесса электрофореза.

Аналогичное объяснение имеет и явление электроосмоса. Двойной электрический слой в этом случае образуется на внутренней поверхности капилляров пористого тела либо в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, присутствующего в жидкости, заполняющей капилляр, либо вследствие ионизации молекул вещества, из которого состоят стенки капилляра, либо, наконец, в результате адсорбции на поверхности капилляра ионов ОН" или Н+, всегда присутствующих в воде.

На рис. VII, 6 изображен двойной электрический слой, образовавшийся в капилляре, причем условно принято, что потенциал-определяющие ионы заряжены отрицательно, а противоионы — положительно. При наложе-//С+1 в сосуды, которые он соеди

+_+++_+_+_++„+__-t+_t ±±_ няет, электродов слой про

+ + +

тивоионов в капилляре будет смещаться параллельно

Рис. VII, 6. Схема движения жидкости и неподвижному слою потениротивоиоиов при электроосмосе циалопределяющих ионов к

катоду, что вызовет и перемещение к катоду всей жидкости, заполняющей капилляр, под действием сил трения и молекулярного сцепления. Освободившиеся места противоионов немедленно занимают катионы, находящиеся в объеме жидкости, заполняющей капилляр, а соответствующие этим катионам ионы направляются к аноду (на рис. VII, б ионы, находящиеся в объеме жидкости, заполняющей капилляр, не изображены) .

К явлениям электрофореза и электроосмоса мы еще вернемся в конце этой главы, при рассмотрении количественной стороны обоих явлений.

2. СТРОЕНИЕ ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЯ

Для упрощения изложения будем рассматривать, в основном, плоский двойной электрический слой, хотя в коллоидных растворах и тонкопористых телах такой слой практически и не встречается. Подобное упрощение допустимо, когда толщина двойного слоя мала по сравнению с радиусом кривизны поверхности коллоидных частиц или капилляров.

Кроме того, при рассмотрении двойного электрического слоя примем ряд следующих общих положений, из которых исходили все авторы теорий его строения. Двойной электрический слой состоит из ионов одного знака, относительно прочно связанных с дисперсной в случае лиозолей твердой фазой (потенциалопреде-ляющие ионы), и эквивалентного количества противоположно за

ряженных ионов, находящихся в жидкой дисперсионной среде вблизи межфазной поверхности (противоионы). Заряд на поверхности твердой фазы в первом приближении рассматривается как поверхностный заряд, равномерно распределенный по всей поверхности. Между противоионами и свободными (не входящими в двойной электрический слой) ионами того же знака, находящимися в жидкости, существует динамическое равновесие. Дисперсионная среда представляется всегда как непрерывная фаза, влияние которой на двойной электрический слой определяется лишь ее диэлектрической проницаемостью.

При таких предпосылках отличие между теориями строения двойного электрического слоя заключается, в основном, только в различном толковании структуры слоя противоионов.

Теория Гельмгольца — Перрена. Согласно этой теории двойной слой представляется как бы плоским конденсатором, одна обкладка которого связана непосредственно с поверхностью твердого тела (стенкой), а другая обкладка, несущая противоположный заряд, находится в жидкости на очень малом расстоянии от первой. Потенциалов таком* двойном слое, равно как и потенциал в плоском конденсаторе, очевидно, должен падать весьма круто (по прямой), а значение поверхностного заряда а будет определяться известной из физики формулой:

4яб

Фо

(VII, 1)

Где е — абсолютная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между обкладками конденсатора, фо — разность потенциалов между дисперсной фазой и раствором; 6 — расстояние между обкладками

На рис. VII, 7 дана схема строения такого двойного электрического слоя. На этом рисунке заштрихованная часть представ* ляет твердую фазу, а незаштрихованная — раствор; положительные и отрицательные ионы, образующие двойно^ слой, обозначены соответственно через -\- и —; свободные ионы электролита, всегда присутствующие в жидкости, чтобы не усложнять схему, не показаны. Рис. VII, 7 иллюстрирует также падение потенциала с увеличением расстояния х от поверхности твердого тела, причем общий скачок потенциала в гаком двойном слое является в го же время и скачком потенциала между твердой фазой и раствором.

Приведенная схема строения двойного электрического слоя не объясняет ряд особенностей электрокинетических явлений. В настоящее время она представляет для коллоидной химии только исторический интерес. Основным недостатком этой схемы является то обстоятельство, что толщина двойного слоя Гельмгольца — Пер-рена очень мала и приближается к молекулярным размерам. В то же время в результате гидродинамических исследований было установлено, что место разрыва (плоскость или граница скольжения) при перемещении

страница 58
< 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

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


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

 

 

Реклама
моноколесо f wheel d5
мизуно мираж
кресло дачное
ремонт холодильников amana

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
(27.03.2017)