Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курс коллоидной химии МИТХТ.doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
30.04.2019
Размер:
5.15 Mб
Скачать

10.9. Влияние электролитов на двойной электрический слой.

По влиянию на двойной электрический слой все электролиты делятся на две группы: индифферентные и неиндифферентные. Индифферентными называются электролиты, не содержащие потенциал - определяющих ионов. Эти электролиты не способны достраивать кристаллическую решетку, адсорбироваться на поверхности и изменять величину потенциала поверхности . Например, для золя , стабилизированного , мицелла которого имеет формулу индифферентными являются такие электролиты, как , , , а не является индифферентным электролитом, так как изоморфен и способен достраивать кристаллическую решетку.

Преимущественное влияние на ДЭС оказывает ион электролита, имеющий заряд, одинаковый с зарядом противоиона частицы. При добавлении электролита в адсорбционный слой втягивается больше противоионов, и компенсация заряда поверхности достигается в слое меньшей толщины. Одновременно происходит сжатие диффузной части ДЭС. Вместе с противоионами в ДЭС вводятся другие сопутствующие ионы, которые имеют такой же заряд, что и потенциалопределяющие ионы, то есть одинаковый с зарядом поверхности. Поэтому сопутствующие ионы мало влияют на ДЭС.

10.10. Влияние концентрации электролита.

Влияние концентрации электролита на ДЭС показано на рисунке рис. 10.12.

Рис. 10.12. Влияние концентрации электролита на ДЭС.

Концентрация электролита увеличивается в ряду: 1-2-3-4. Происходит сжатие ДЭС и уменьшение -потенциала. При полной компенсации заряда поверхности и возникает изоэлектрическое состояние системы. Противоионы, имеющие заряд, противоположный заряду поверхности, компенсируют его. Для компенсации заряда потенциалопределяющих ионов требуется всегда одно и тоже (эквивалентное им) количество противоионов.Это количество противоионов располагается в слое разной толщины в зависимости от концентрации раствора. Поэтому с увеличением концентрации электролита толщина диффузного слоя будет уменьшаться, и -потенциал тоже будет уменьшаться. Чем больше концентрация электролита, тем в более в тонком слое происходит компенсация заряда поверхности.

10.11.Влияние валентности противоиона на дэс.

Влияние валентности противоиона на ДЭС показано на рис. 10.13.

Рис. 10.13. Влияние валентности противоиона на ДЭС: ; ; .

Мицелла в избытке имеет формулу . Если к золю добавить нитраты , или одинаковой концентрации, сжатие ДЭС произойдет тем сильнее, чем выше валентность иона. Чем выше валентность иона, тем сильнее ион притягивается к поверхности, тем меньше ионов надо для компенсации заряда поверхности, тем тоньше ДЭС и меньше значение -потенциала. Валентность сильнее влияет на величину ДЭС и величину -потенциала, чем концентрация.

Для объяснения влияния концентрации электролита и валентности иона на ДЭС достаточно представлений Гуи-Чепмена. Для объяснения влияния радиуса иона на ДЭС необходимо привлечь представления Штерна о том, что ионы способны адсорбироваться, и на адсорбционную способность иона влияет его гидратация.

10.12. Влияние радиуса иона на дэс.

Рассмотрим влияние радиуса иона на ДЭС на примере ионов щелочных металлов, радиус которых увеличивается в лиотропном ряду (лиотропным называется ряд по способности ионов взаимодействовать со средой):

В этом же ряду увеличивается адсорбционная способность иона и усиливается сжатие ДЭС. Влияние радиуса ДЭС показано на рис. 10.14.

Рис. 10.14. Влияние радиуса ионов щелочных металлов на толщину ДЭС: ; ; .

На адсорбционную способность ионов влияет их поляризуемость и гидратация, что определяется кристаллохимическим радиусом иона. С увеличением кристаллохимического радиуса ионов их дипольный момент и поляризуемость увеличиваются, а гидратация уменьшается. Чем меньше кристаллохимический радиус иона, тем сильнее гидратирован такой ион и тем хуже он адсорбируется.Менее гидратированный ион с большим дипольным моментом обладает высокой адсорбционной активностью и сильно снижает заряд поверхности.

Величина кристаллохимического радиуса ионов и радиуса гидратированных ионов R, в ряду щелочных металлов при переходе от к и далее к изменяются антибатно (рис. 10.15)

Рис. 10.15. Кристаллохимический радиус и радиус гидратированного иона - ; б – .

В таблице (Таблица 1) приведены размеры, степень гидратации и поляризуемость ионов и .

Таблица 1. Свойство ионов щелочных металлов.

№ пп

Ион

Параметр

Li+

Na+

1.

Кристаллохимический радиус, , м

6

9,5

2.

Радиус гидратированного иона, , м

37

33

3.

Степень гидратации,

7

5

4.

Поляризуемость, см3

3

19

С увеличением кристаллохимического радиуса ионов их гидратация уменьшается, что позволяет им ближе подходить к поверхности, поляризуемость увеличивается, что приводит к увеличению адсорбционной способности. Следовательно с увеличением радиуса ионов они сильнее сжимают ДЭС. Таким образом, объяснение влияния радиуса иона на ДЭСможет быть дано в рамках представлений Штерна, учитывающих размеры ионов и их гидратацию.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.