ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование влияния электрического потенциала на поверхностное натяжение из "Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии" Цель работы определение зависимости поверхностного натяжения на границе ртуть — раствор и краевого угла от электрического потенциала исследование влияния природы электролита на точку нулевого заряда. [c.27] Связь между межфазным поверхностным натяжением и электрическим потенциалом поверхности выражается уравнениями Липпмана (1.23) и (1.24). Зависимость поверхностного натяжения от электрического потенциала называют электрокапиллярной кривой. Для межфазной границы ртуть — раствор электрокапиллярные кривые получают обычно с помощью капиллярного электрометра. Используя уравнения Липпмана, по электрокапиллярной кривой можно рассчитать плотность за )яда на поверхности ртути, диф([)ерепциальную емкостр. двойного электрического слоя для определенного состава раствора и определить точку нулевого заряда (т. н.з.), т. е. то значение потенциала, при котором плотность поверхностного заряда qs — 0, а а имеет максимальное значение. [c.27] В присутствии поверхностно-активных веществ в растворе т. н. з. мо/кет измениться. Например, ионы С1 , Вг , I специфически адсорбируются на поверхности ртути, снижают о и приводят к смещению т. н. з. в область более отрицательных значений электрического потенциала. [c.27] Из уравнения (1.59) следует, что при потенциале нулевого заряда, когда 02,3 имеет наибольшее значение, os 0 максимален и, следовательно, краевой угол имеет наименьшее значение. Ири отклопеппн потенциала от т. н. 3. поверхностное натяженне на границе металл — раствор электролита уменьшается и соответственно увеличивается 0. Таким образом, зависимость краевого угла от потенциала преходит через минимум (рис. 8). [c.28] Из уравнений (1.23) и (1.59) следует, что заряд еднницы поверхности = — й(о2,з/ а ф = — 2 af( os 0)/d p положительный при пот1 нциа-лах электрода, более положительных по сравнению с (р . з — точкой нулевого заряда. И наоборот, когда ф ф . з, на поверхности имеется отрицательный заряд. [c.28] Измерение краевого угла 6 на поверхности ртути при различных потенциалах проводят с помощью установки, схема которой приведена на рис. 9. Установка состоит из измерительной ячейки 2, источника постоянного тока 5, реостата 6, вольтметра 7, осветителя 10 и катетометра 9. Ячейка представляет собой стеклянную кювету с плоскопа-раллельиыми стенками, на дне которой находится слой ртути 1 (5— 8 мм), являющейся катодом. В верхней части ячейки располагается анод, изготовленный из платинированной платины. Катод соединяется с источником тока через вспомогательный электрод (контактная стеклянная трубка 3, в нижней части которой имеется платиновый впай). [c.29] Установка для измерения краевого угла иа поверхности ртути. [c.29] Пипетка с тонким оттянутым концом. [c.29] Раствор ПАВ, например KI, масляная кислота (снижающие поверхностное патяжение ртути). [c.29] Органическая жидкость, например толуол или декан. [c.29] Предиарктельно для установления равновесия между окружающим раствором и каплей проводят тренировку капли. Для этого включают тумблер 4 н с помощью реостата 6 постепенно увеличивают напряжение, подаваемое на электроды (катодная поляризация ртути). При этом капля сначала несколько расплывается, а затем по мере увеличения пол1 ризации ртути начинает принимать форму, близкую к сферической (]ie следует давать слишком большое напряжение, что может привести к отрыву капли от поверхности ртути). После этого с помощью реостата постепенно уменьшают напряжение. Тренировку капли проводят 3—4 раза. [c.29] Измеряют высоту капли h и диаметр ее основания d в отсутствие напряжения. Порядок измерения размеров капли указан в работе 3. Затем подают напряжение на ячейку и измеряют размеры капли, увеличивая реостатом отрицательный потенциал на ртути на 0,1 В. После каждого увеличения напряжения следует выждать 2 мин до установления равновесной формы капли. Напрян ение увеличивают до тех пор, пока капля не примет форму, близкую к сферической. Затем также ступенчато уменьшают напряжение и измеряют размеры капли. [c.29] Для каждого результата измерения размеров капли по формуле (1.51) рассчитывают косинус краевого угла и находят значения угла 0. Экспериментальные и расчетные данные записывают в таблицу (см. табл. I. 4). [c.30] Диаметр основания капли, дел. [c.30] Высота капли, дел. [c.30] Строят графики зависимости os 0 и 0 от потенциала поверхности ртути ф для раствора индифферентного электролита и раствора, содержащего ПАВ. По графикам определяют изменение точки нулевого заряда, вызванное ПАВ. Графическим дифференцированием зависимости OS0 от ф определяют знак заряда поверхности ртути при потенциалах более положительных и отрицательных по сравнению с точкой нулевого заряда. [c.30] Вернуться к основной статье