Механизм образования ДЭС

ДЭС возникает вследствие пространственного разделения зарядов, которое может возникнуть разными путями.

1. Поверхностная ионизация(переход ионов или электронов из одной фазы в другую).

Переход ионов осуществляется до тех пор, пока не наступит равновесие электрохимических потенциалов ионов в обеих фазах.

При погружении металла в раствор его соли в зависимости от концентрации раствора одинаково вероятен как переход ионов металла из кристаллической решетки металла в раствор, так и обратный процесс. И в том и в другом случае на электроде создастся либо избыток, либо недостаток электронов. В связи с этим к электроду притягиваются те или иные ионы. Так на границе электрода с раствором образуются два слоя противоположных зарядов: один на самом электроде, другой в растворе, в непосредственной близости от электрода.

Заряд на электроде может возникать и за счет внешнего источника тока. Тогда на одном электроде образуется избыток отрицательных зарядов, и около него сосредотачиваются катионы раствора, а на другом электроде - избыток положительных зарядов, и около него сосредотачиваются анионы. В любом случае на границе между электродом и раствором всегда образуется двойной электрический слой.

Ме Меⁿ⁺

2. Ионизациямолекул вещества твердой фазы - диссоциация поверхностных функциональных групп, например, поликремниевых кислот, образующихся за счет поверхностной гидратации при контакте с водой SiO₂:

SiO₂+ Н₂О= Н₂SiO₃ = Н⁺ + НSiO₃^- ( тв. частица «-», среда «+»).

3. Адсорбция ионов

А) не входящих в кристаллическую решетку:

органические ионы,

ионы с большой адсорбционной способностью: Н⁺, ОН^-, Cl^-.

Катионы и анионы в силу различия их поляризуемости, гидратируемости и т.д. адсорбируются по-разному. Преимущественная адсорбция одного из ионов на твердой поверхности приводит к образованию ДЭС.

Например, в системе металл - водный раствор NaCl, ионы Cl^- адсорбируются сильнее, чем ионы Na⁺ (при одинаковом заряде ион Cl^- имеет больший радиус). В результате, поверхность металла заряжается отрицательно, а прилегающий к ней слой воды - положительно.

Особо сильной адсорбционной способностью из водных растворов обладают органические ионы. Так, в лабораторном практикуме часто применяются полистирольные латексы - дисперсии частиц полистирола в воде, получаемые полимеризацией стирола в присутствии ПАВ. Стабилизирующий систему двойной электрический слой на поверхности частиц латекса образуется в результате адсорбции молекул ионогенных ПАВ, например, олеата натрия C₁₇H₃₅COONa.

Поверхность кристаллов AgJ, погруженных в воду, приобретает отрицательный заряд, а прилегающий слой воды - положительный, в результате преимущественного перехода в воду ионов Ag⁺ (они сильнее гидратируются, чем ионы Cl^-).

Б) избирательная адсорбция ионов по правилу Панета-Фаянса.

При погружении кристаллов AgJ в водный раствор солей серебра, например, AgNO₃ происходит достройка кристаллической решетки AgJ ионами Ag⁺ из раствора. В результате чего твердая поверхность заряжается положительно, а прилегающий слой воды за счет избытка там ионов NO₃^- - отрицательно.

Ионы, способные таким образом достраивать кристаллическую решетку солей или металлов, называют неиндифферентными (потенциалопределяющими). Согласно правилу Панета-Фаянса, достраивать кристаллическую решетку могут следующие ионы:

а) ионы, входящие в состав кристаллической решетки (как в описанном случае),

б) ионы, образующие с одним из ионов кристаллической решетки трудно растворимые соли. Так, в рассмотренном случае достраивать решетку AgJ могли бы и ионы Cl^-, Br^-, CNS^- и др.

<41 42 434445 46 47 >

Дата добавления: 2016-07-27; просмотров: 3399;

Механизм образования ДЭС

Публикации по технике и механике

Публикации по биологии

Публикации по информатике

Публикации по строительству

Публикации по физике

Публикации по химии

Публикации по электронике

Публикации по искусству

Публикации по истории

Публикации по медицине

Публикации по педагогике