Билет № 23

1. Электрокинетический потенциал. Влияние концентрации электролита и вида противоиона

Величина λ определяется при математическом описании ДЭС выражением

  (1.1)

где λ — эффективная толщина диффузного слоя - расстояние, где потенциал на границе плотного и диффузного слоя падает в е (основание натурального логарифма) раз;

— диэлектрическая постоянная_; R — газовая постоянная; 8,3 Дж\(моль*Кл) Т — температура;

Z — заряд иона; F — число Фарадея; 96400 Кл\моль С — концентрация ионов, моль-ион\литр

ε0— электрическая константа_. 8,85*10-12 Ф/м

Влияние различных факторов на  - потенциал:

Рассмотрим свойства параметра λ. Как следует из уравнения (1.1) он является функцией заряда ионов, концентрации, температуры, диэлектрической постоянно среды. Например, с введением в систему электролитов диффузный слой будет сжиматься (?. линейно уменьшается с ростом  ), распределение потенциала идет на меньшем расстоянии, то есть более круто. Величина потенциала при этом на границе скольжения ( ) уменьшается

Рассматривая влияние электролита на  -потенциал необходимо различал природу электролита. Электролит может быть индифферентным или чужеродным, то есть не содержащим ионов, подобных ионам твердой фазы, а также неиндифферентным или родственным, способным достраивать кристаллическую решетку твердой фазы.

При введении индифферентных электролитов возможно не только сжатие диффузной части ДЭС, но и изменение знака  -потенциала на противоположный. Полный потенциал при этом остается неизменным Перезарядка наблюдается при введении в систему индифферентного электролита с многовалентным ионом, способным повлияй, только на внешнюю обкладку ДЭС

Добавление неиндифферентного электролита может привести к дополнительной адсорбции ионов на поверхности (?0 при этом возрастает), либо к их полной замене другими родственными ионами. Если последние имеют противоположный знак, то возможна перезарядка поверхности, при которой изменятся как полный, так и электрокинетический потенциалы. С ростом заряда ионов также возрастает способность электролита снижать ?-потенциал Диффузный слой будет тем тоньше и тем ниже ?-потенциал, чем больше заряд ионов. Аналогично влияет на толщину диффузного слоя понижение температуры и диэлектрической постоянной среды.

С возрастанием радиусов ионов увеличивается их поляризуемость, уменьшается гидратация, а адсорбционная способность возрастает. Следовательно, соотношение между силами диффузии и электростатическими силами сдвигается в сторону электростатических. Это означает, что толщина диффузного слоя уменьшается, а ?-потенциал падает. 

Радиусы анионов обычно больше радиусов катионов, следовательно они обладают большей способностью снижать ?-потенциал или положительный заряд поверхности. Катионам, в силу их меньшей адсорбционной способности, снизить отрицательный заряд поверхности труднее. Поэтому в природе чаще всего встречаются отрицательно заряженные поверхности.

2. Уравнение состояния поверхностного слоя разбавленных растворов