ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Возникновение двойного электрического слоя из "Курс коллоидной химии 1984" Таким образом, в состоянии равновесия фазы заряжаются разноименно и возникает двойной электрический слой. Это явление оказывается общим для металлов, полупроводников и диэлектриков [13]. [c.167] Отметим, что ДЭС образуется практически всегда, так как вероятность начального равенства значений х всех общих компонентов в двух фазах в момент их контакта ничтожно мала. Во всех случаях возникновение ДЭС — явление адсорбционное, поскольку в области ДЭС равновесные концентрации ионов отличаются от таковых в объеме раствора, и возникают поверхностные избытки заряженных компонентов (Г фО). [c.168] Таким образом, знак и значение Дф можно изменять, изменяя концентрации ПИ в растворе, что очень важно для теории и практики. [c.169] Для амфотерных поверхностей, например, гидроокисей А1, Sn, Fe уменьшение pH приводит к изменению отрицательного знака заряда поверхности на положительный с переходом через ИЭТ. И в этом случае ИЭТ определяется условием Aji, = О для обоих ПИ. [c.170] И ПОТОК Ag должен изменить направление — процесс первичной адсорбции ПИ уступает место десорбции, иначе говоря, процессу поверхностной диссоциации ионов кристаллической решетки . [c.170] Таким образом, оба процесса можно рассматривать как переход вещества от более высокого значения к более низкому. [c.171] Мы рассмотрели явления, связанные с переходом ионов через границу раздела фаз. [c.171] Однако ДЭС может возникать и без ионных переходов, в результате изоморфного замещения компонентов твердой фазы, например, атома 8 на атом А1 в алюмосиликатной решетке (обычно в процессе образования твердой фазы). При такой замене поглощается электрон извне и твердая фаза приобретает отрицательный заряд. Этот процесс по современным представлениям играет большую роль при возникновении ДЭС на границе многих минералов с растворами электролитов. [c.171] Временное образование заряда в твердой фазе может быть достигнуто в процессе ее поляризации при контакте с внешним источником зарядов. Эти процессы, происходящие на границе металл — раствор, подробно изучаются в электрохимии. В данном случае внутренняя обкладка может образоваться и без перехода ионов через границу раздела (идеально поляризующийся электрод), а внешняя — в результате перераспределения ионов в растворе под воздействием поля твердой фазы. [c.171] Сравнение ионов внутренней и внешней обкладок показывает существенное их различие первые характеризуются химической определенностью (это — ионы, образующие данную решетку или изоморфные с ней) и прочно связаны с каркасом решетки химическими связями. Ионы внешней обкладки могут быть любыми по своей природе, поскольку обычно действуют кулоновские силы (не специфичные) и единственным требованием является условие равенства абсолютных значений зарядов в обеих обкладках, иначе говоря, условие электронейтральности всей системы в целом . Энергия взаимодействия этих ионов с твердой фазой имеет порядок единиц кДж/моль, т. е. значительно меньше, чем энергия химических связей в твердых телах и, следовательно, согласно уравнению (УП1.21) противоионы обладают значительной подвижностью. Они непрерывно обмениваются с ионами, находящимися в растворе и, если раствор содержит несколько компонентов, заряженных одинаково, то нет причины ожидать, что освободившееся место во внешней обкладке займет такой же ион, а не ион другого вида (с зарядом того же знака). [c.171] Например, если к золю Agi с внешней обкладкой, состоящей из К+, в раствор добавить NaNOa, то можно ожидать обмена части противоионов К+ на Na+, в результате которого внешняя обкладка будет состоять из ионов К+ и Na+. Процессы обмена ионов могут продолжаться неограниченно долго, вслед за любыми изменениями ионного состава и концентрации раствора, тогда как внутренняя обкладка изменяется существенно лишь в растворах потенциалопределяющих ионов. [c.172] Таким образом, вслед за образованием ДЭС в начальный момент контакта двух фаз, все последующие процессы, происходящие в ДЭС, представляют, в основном, обмен ионов во внешней обкладке — вторичный адсорбционный процесс. Поэтому адсорбцию электролитов во всех последующих стадиях можно рассматривать как эквивалентный обмен противоиопов. [c.172] Вернуться к основной статье