Определение заряда двойного слоя

Определение заряда двойного слоя. Заряд двойного слоя, определенный экспериментально, позволяет оценить адгезию за счет донорно-акцепторного взаимодействия. [c.120]

Уравнение (П1,20) было решено графическим методом для адгезии эпоксидной смолы к политетрафторэтилену. Число донорно-акцепторных пар, участвующих в адгезионном взаимодействии, в соответствии с этим решением равно 1 на см . Это значение совпадает с данными эксперимента, полученными при определении адгезионной прочности. По значению п была подсчитана плотность заряда двойного слоя, равная 4,8 -10 ед. СГСЭ. [c.113]

Согласно принятой модели дискретность двойного слоя онре-деляется наличием на границе раздела фаз ячеек [1031. Эти ячейки представляют собой изолированные друг от друга конденсаторы и расположены на некотором расстоянии. Ячейки характеризуются определенными размерами (я, Ь). На основании этой модели получены выражения для определения силы и энергии взаимодействия за счет электрических сил. Опуская промежуточные преобразования, приведем упрощенные выражения для определения силы, которая возникает за счет зарядов двойного слоя [c.116]

Сравнивали адгезионную прочность, определенную экспериментально и рассчитанную по формуле (1П,25), с учетом плотности заряда двойного слоя [111] [c.122]

Важнейшей эмиссионной характеристикой твердых тел является работа выхода еср (е — заряд электрона, Ф — потенциал), равная минимальной энергии, которая необходима для перемещения электрона с поверхности Ферми в теле в вакуум, в точку пространства, где напряженность электрического поля практически равна нулю [1]. Если отсчитывать потенциал от уровня, соответствующего покоящемуся электрону в вакууме, то ф— потенциал внутри кристалла, отвечающий уровню Ферми. Согласно современным представлениям в поверхностный потенциальный барьер, при преодолении которого и совершается работа выхода, основной вклад вносят обменные и корреляционные эффекты, а также — в меньшей степени — электрический двойной слой у поверхности тела. Наиболее распространенные методы экспериментального определения работы выхода — эмиссионные по температурной, спектральной или полевой зависимости соответственно термо- фото- или полевой эмиссии, а также по измерению контактной разности потенциалов между исследуемым телом и другим телом (анодом), работа выхода которого известна [I, 2]. В табл. 25.1, 25.3 и 25.4 приведены значения работы выхода простых веществ и некоторых соединений. Внешнее электрическое поле уменьшает работу выхода (эффект Шоттки). Если поверхность эмиттера однородна, то уменьшение работы выхода. эВ, при наложении электрического поля напряженностью В/см, равно [c.567]

С этой точки зрения двойной слой реальной поверхности металла в электролите следует рассматривать как систему параллельно соединенных конденсаторов , каждый из которых соответствует отдельному микроучастку поверхности с определенным поверхностным зарядом. Поскольку в целом поверхность образца можно считать эквипотенциальной, различие в ее локальных зарядах связано с различием в емкости конденсаторов . Поэтому измеряемая макроскопическая дифференциальная емкость определяется как сумма параллельно соединенных локальных емкостей двойного слоя. Согласно теории электрических цепей [c.178]

С этой точки зрения двойной слой реальной поверхности металла в электролите следует рассматривать как систему параллельно соединенных конденсаторов , каждый из которых соответствует отдельному микроучастку поверхности с определенным поверхностным зарядом. Поскольку в целом поверхность образца можно считать эквипотенциальной, различие в ее локальных зарядах связано [c.179]

Существуют различные пути, приводящие к возникновению двойного слоя электрических зарядов на границе фаз. Во многих случаях такую границу способны переходить электрически заряженные частицы одного определенного сорта. Фаза, из которой эти частицы выходят, получает при этом избыточный электрический заряд противоположного знака. Если раскаленную вольфрамовую проволоку поместить в вакуум, то в пространстве накапливается отрицательный заряд, а сама проволока получит равный по величине положитель- [c.6]

Вследствие специфической адсорбции, т. е. адсорбции, не обусловленной чисто электрическими силами, количество ионов, находящихся в плотной части двойного слоя и прочно связанных с электродом, может быть таким, что плотность зарядов в этом слое превысит плотность зарядов на электроде. В данном случае электрод притянет к себе извне определенное количество ионов, имеющих, однако, заряд, противоположный заряду ионов, находящихся в плотной части двойного слоя. Эти избыточные ионы не будут прочно связаны с электродом, т. е. они расположатся диффузно. Распределение потенциалов в плотной и диффузной частях двойного слоя в этом случае характеризуется кривой рис. 13,6. Связь между электрохимическим и электрокинетическим потенциалами, а также распределение зарядов определятся при этом следующими соотношениями [c.30]

Таким образом, для определения силы и работы адгезии под действием электрического взаимодействия необходимо знать расстояние между обкладками двойного слоя и плотность зарядов этого слоя. В связи с тем что величина q достигает порядка 10 —10 ед. СГСЭ, в соответствии с формулой (111,24) сила адгезии составляет (1 — 10) -10 Па, т. е. донорно-акцепторное взаимодействие оказывает заметное влияние на величину адгезионной прочности. [c.114]

Таким образом, расчеты сил адгезии по формулам (111,28) и (111,29) являются приближенными. Для определения адгезии за счет электрических сил необходимо учитывать как дискретность двойного слоя и его толщину, так и суммарное воздействие всех зарядов этого слоя. [c.116]

При оценке полученных результатов следует иметь в виду, что в работе не указана плош адь, по отношению к которой определен остаточный заряд. Приведенные данные свидетельствуют лишь о том, что с увеличением скорости отрыва растет остаточный заряд, который измеряли на поверхности после газового разряда. Одновременно растет адгезионная прочность. Таким образом, условия рекомбинации двойного слоя в процессе отрыва пленки влияют на адгезионную нрочность и остаточный заряд. [c.133]

При определении области потенциалов, в которой происходит адсорбция ингибиторов, можно исходить из величины потенциала нулевого заряда исследуемого металла или из изменений емкости двойного электрического слоя при добавке в электролит адсорбирующегося вещества. Рассмотрим, какие возможности имеются в настоящее время для определения области потенциалов адсорбции заданных веществ методом измерения импеданса. С точки зрения анализа результатов измерений импеданса простейшей является адсорбция нейтральных органических веществ. Если исследуемые вещества являются поверхностно-активными адсорбирующимися веществами, диэлектрическая постоянная которых меньше, чем воды, то в области их адсорбции наблюдается понижение емкости двойного слоя и область потенциалов адсорбции на кривых зависимости емкости от потенциала ограничивается пиками адсорбции — десорбции [2]. [c.27]

Большую роль при определении области адсорбции ингибиторов играет потенциал нулевого заряда. Эта характеристика металла, как известно, может явиться важным ориентиром для выбора ингибиторов коррозии, а также при исследовании механизма коррозионных процессов. Один из методов определения потенциала нулевого заряда — измерения зависимости емкости двойного электрического слоя от потенциала в разбавленных растворах поверхностно-неактивных электролитов. Такие данные могут быть получены при измерении импеданса. В соответствии с теорией двойного слоя в разбавленных растворах поверхностно-неактивных электролитов на кривых зависимости емкости от потенциала должен быть минимум, потенциал которого равен потенциалу нулевого заряда металла. Экспериментальные данные, полученные на ртути, хорошо согласуются с этими теоретическими представлениями [13]. [c.29]

Объяснение представленных данных основано на следующих моментах. Во-первых, скорость нуклеации / на ионах (любого знака) в определенных условиях превосходит величину / в паровой смеси без ионов. Во-вторых, в силу полярности молекул воды, на поверхности капель-зародышей, вне зависимости от знака их заряда Qs, образуется двойной электрический слой с внешним поверхностным отрицательным зарядом. Это приводит к тому, что свободные полярные молекулы водяного пара, ориентированные по полю заряда Qs, легче адсорбируются в процессе нуклеации отрицательными каплями-зародышами и эффективная скорость нуклеации возрастает (здесь использовано грубое качественное объяснение процесса [9]). И, в третьих можно показать, что при одинаковых напряжениях отрицательный коронный разряд характеризуется большей концентрацией ионов, чем положительный. Сам эффект электрической конденсации объясняется первым из указанных моментов (ср. кривые 1 и 2 с кривой 3). Взаимное же расположение кривых 1 и 2 связано с двумя другими процессами, действующими в одну сторону. [c.671]

При отрыве частиц преодолевается сила адгезии. Если адгезия определяется электрической компонентой, то силы адгезии пол ностью зависят от плотности заряда двойного слоя. В связи с тем что каждой силе отрыва соответствует число адгезии и определен пая плотность заряда двойного слоя, можно выразить математиче ское ожидание электрической компоненты адгезии следующим об разом [c.129]

Во всех этих примерах образование двойного слоя связано с определенными свойствами межфазной границы, проницаемой для заряженных частиц одного какого-либо сорта электронов, катионов металла, ионов малого размера. Если перенос электрических зарядов через границу раздела фаз невозможен, то двойной слой возникает в результате избирательной адсорбции поверхностно-активных ионов или дипольных молекул растворителя. Подобного рода скачки потенциала обнаружены на границе раствор—воздух, если в растворе присутствуют поверхностно-активные ионы. При адсорбции дипольных молекул, например на ртути, происходит их ориентация, вследствие которрй к поверхности металла оказывается обращенным какой-либо определенный конец диполя, и двойной слой реализуется внутри самих адсорбированных молекул (рис. 2). [c.8]

Для того чтобы понять рассмотренные выше закономерностиЪо влиянию состава электролита на водородное перенапряжение, а также другие экспериментальные наблюденные факты, необходимо учесть и специфическое строение двойного слоя, на которое впервые указал Фрумкин, разработавший теорию замедленного разряда в современном ее понимании (24). Дело в том, что,, используя теорию замедленного разряда в ее первоначальном виде для вывода основных кинетических уравнений реакции разряда ионов водорода, не учитывали специфические особенности электрохимических реакций. На реакцию, протекаюш,ую на границе раздела двух фаз металл — электролит в условиях, когда на электроде имеется определенный заряд,, оказывает большое влияние электростатическое взаимодействие между этим зарядом и ионами. Прямым следствием указанного взаимодействия является изменение концентрации реагирующих частиц на поверхности металла, а следовательно, и изменение скорости самой электрохимической реакции. Силы электростатического взаимодействия между электродом и ионами, в свою очередь, зависят от плотности заряда, т. е. потенциала электрода и строения двойного слоя. [c.28]

Для того чтобы понять физический смысл фг-потенциала, рассмотрим вкратце строение двойного слоя [46]. Как уже указывалось, на границе раздела металл — электролит возникает электрический слой, образованный отрицательными или положительными зарядами, имеющимися на поверхности металла, и ионами противоположного знака, располагающимися вблизи электрода в растворе. Не следует, однако, думать, что все ионы обкладки двойного слоя одинаково сильно связаны с поверхностью электрода. Благодаря наличию кинетического движения ионов, с одной стороны, и электростатического взаимодействия между ионами и электродом, —с другой стороны, получается определенное распределение ионов вблизи поверхности электрода. Часть ионов прочно связана с поверхностью, мало подвижна и расположена на близком расстоянии от поверхности (радиус иона). Эта часть ионов образует так называемый плотный или гельмгольцевский слой. Другая часть ионов гораздо слабее связана с поверхностью электрода, более подвижна и простирается на расстояние, превышающее радиус иона. Она образует так называемый диффузный слой, в котором имеется определенное распределе- [c.28]

При таком распределении зарядов падение потенциала в плотной и диффузной частях двойного слоя может быть изображена схемой, представленной на рис. 13,а. На расстоянии d от поверхности, равном радиусу иона, где фактически нет зарядов (ион не может подойти к поверхности ближе, чем на расстояние d, равном радиусу иона), падение потенциала в электролите будет происходить по прямолинейному закону (отрезок ВС). За пределами плотной части двойного слоя, где уже имеются ионы определенного заряда, падение потенциала будет происходить более медленно по кривой D. Общее падение потенциала между металлом и электролитом (фа) равно падению потенциала в плотной, т. е. гельмгольцевской части, двойного слоя ([c.29]

Изменение зарядов частиц можно достичь подачей потенциалов на лоток. На рис. IX, 2 показан характер изменения зарядов кварцевых и флюоритовых частиц диаметром 50—60 мк в зависимости от потенциала, подаваемого на медные и кадмиевые поверхности. Измерение зарядов производилось при падении частиц на экранированный металлический цилиндр, соединенный с электрометром. При заземлении кадмиевой поверхности (потенциал, подаваемый на поверхность, равен нулю) частицы флюорита и кварца все равно имеют заряд. При определенном потенциале поверхности аблюдается изоэлектриче-ская точка, в которой заряды, образованные за счет двойного слоя, нейтрализуются и электрическая ком понента сил адгезии равна нулю. В ряде случаев наблюдается насыщение частиц зарядами (рис. IX, 26). При отрицательном потенциале величина заряда растет значительно быстрее, чем при положительном. Заряды частиц при подаче на подложку отрицательного потенциала в десятки раз больше (рис. IX, 2) зарядов, обнаруживаемых на заземленном лотке, а это означает изменение (в данном случае увеличение) величины электрической составляющей сил адгезии (см. И и 12). [c.286]

Коагуляция, или превращение воля в гель, т. е. соединение коллоидных частиц, приводящее к выпадению и,х в осадок (у лиофобных К.) или к застыванию всей массы К. в студень (у лиофильных К.), наступает тогда, когда нарушаются основные факторы устойчивости коллоидной системы и создаются благоприятные условия -для действия междумолекулярных сил притяжения. Коагуляция м. б. вызвана изменением Г, действием света, электрич. поля, механич. влияниями, но наиболее полно изучена коагуляция, происходящая от прибавления к золю определенных химич. веществ (см. Коагуляция). Для лиофобных золей особенно характерна коагуляция под действием растворов электролитов. Роль последних объясняли раньше т. о., что заряды коллоидных частиц электростатически нейтрализуются теми ионами электролита, которые несут противоположный заряд. Нейтрализованные частицы, лишенные отталкивательных сил, притягиваются друг к другу междумолекуляр-ными силами и сливаются в более крупные частицы. В настоящее время считают, что прибавление электролитов понижает -потенциал, уменьшает диффузность и толщину двойного слоя (см. выше) и позволяет частицам К. сблизиться на расстояние, при к-ром начинают действовать силы притяжения. По. Шульце-Гарди, коагуляция протекает тем энергичнее и тем меньше может быть конечной концентрация электролита в золе, чем выше валентность иона, несущего заряд,, противоположный заряду частицы. Так, коагулирующая способность солей К очень мала двухвалентные ионы Ва и Мд действуют-значительно сильнее еще эффективнее трех-и четырехвалентные ионьх А1 и ТЬ. Последний часто не только понижает -потенциал, но и вызьшает изменение его знака с точки зрения адсорбционной теории (см. выше) это-объясняется тем, что число положительных зарядов ионов ТЬ"", адсорбированных частицей, превышает число притянувших их отрицательных зарядов, и т. о. происходит [c.334]

Частицы примесей природной воды при столкновении друг с другом или с частицами контактной массы обычно отталкивают- а ся, так как они обладают определенной агрегативной устойчивостью. Агрегативная устойчивость большинства примесей воды (глинистые частицы, гуминовые вещества и т. п.) обусловлена электростатическими силами отталкивания, т. е. наличием электрического заряда, определяемыми присутствием вокруг частиц двойного электрического слоя, состоящего из противоположно заряженных ионов непосредственно на поверхности частиц отрицательно заряженные ионы, а вокруг атмосфера противоионов из ионов водорода, натрия или калия. [c.219]

Вследствие адсорбции ионов снижается поверхностная энергия коллоидных систем и, следовательно, повышается их агрегативная устойчивость. Кроме того, адсорбированные цоны придают частицам одинаковой природы одноименный заряд, который является источником электростатических сил отталкивания частиц друг от друга и препятствует их сближению. Вокруг ионов располагаются определенным образом ориентированные молекулы воды вследствие свойственной им полярности. Ионы, образующие двойной электрический слой вокруг коллоидных частиц, удерживают молекулы воды. В результате этого вокруг мицеллы создается гидратацион-н ы й слой, который препятствует столкновениям частиц и, следовательно, их слипанию. Адсорбционные и гидратационные слои коллоидных частиц являются стабилизаторами их устойчивости. Они препятствуют сближению частиц до такого расстояния между ними, когда преобладающей силой становится сила взаимного притяжения, так называемая сила Ван-дер-Ваальса. [c.42]

При тепловом движении молекул воды коллоидные частицы воспринимают их воздействие и вовлекаются в молекулярно-кинетическое (броуновское) движение, при котором вместе с коллоидной частицей движется двойной электрический слой с частью противо-ионов диффузного слоя, содержащихся в оболочке воды. Остальные противоионы отрываются от движущейся частицы, оставаясь во внешней части — за границей скольжения. Это приводит к возникновению электрокинетического потенциала или -потенциала между движущейся коллоидной частицей и раствором (см. рис. 2.1, а). Значение -потенциала зависит от числа противоионов, увлекаемых частицей с увеличением числа противоионов -потенциал уменьща-ется. Рост концентрации противоионов в растворе должен приводить к увеличению их концентрации в оболочке воды, окружающей частицу, и, следовательно, к снижению -потенциала. В пределе повышение концентрации противоионов может привести к перезарядке частицы, т.е. к изменению знака заряда. Естественно, что существует определенная концентрация противоионов, при которой С-потен-циал становится равным нулю (см. рис. 2.1, б), pH среды при этом носит название pH изоэлектрической точки. Экспериментально значение электрокинетического потенциала определяют методом электрофореза. Для расчета -потенциала. В, для коллоидных частиц, находящихся в разбавленных водных растворах (природных водах), используют соотношение, полученное преобразованием уравнения Гельмгольца [c.52]

Третья точка зрения на механизм образования двойного электрического слоя развивается в работах Н. К- Адама и Ф. Ф. Волькенштейна. В основу этой гипотезы положено явление поверхностной ориентации нейтральных молекул, содержащих полярные группы, а, как известно, большинство диэлектриков содержат полярные группы. В массе вещества дипольные моменты полярных молекул скомпенсированы, а на поверхности нескомпенсированы. В случае контакта с металлом или диэлектриком наблюдается ориентация поверхностных диполей, в связи с чем поверхность приобретает заряд определенной величины и знака. Следовательно, в соответствии с третьей точкой зрения на механизм образования двойного электрического слоя это явление связано с эффектом ориентации диполей. [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...