double arrow

Возникновение электрического заряда


СИСТЕМ. ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

на поверхности раздела фаз

Экспериментально установлено, что поверхностное натяжение s зависит от электрического потенциала поверхности дисперсной фазы j и максимальное значение s наблюдается, когда поверхность не имеет заряда. Увеличение j по абсолютному значению вызывает снижение s.

В дисперсных системах самопроизвольно идут процессы, приводящие к снижению нескомпенсированной поверхностной энергии Gпов .

Поскольку

Gпов = sS,

при неизменной площади раздела фаз s снижение s приводит к уменьшению Gпов. Следовательно, появление электрического заряда на поверхности, сопровождающееся уменьшением поверхностного натяжения, – процесс самопроизвольный.

Механизмы возникновения электрического заряда

на поверхности дисперсной фазы

1. Избирательная адсорбция ионов, находящихся в растворе, на поверхности раздела фаз. Действует правило Фаянса: на поверхности твердой частицы избирательно адсорбируются ионы, которые способны достроить ее кристаллическую решетку (входят в состав кристаллической решетки).

2. Диссоциация поверхностных молекул твердой частицы (один из ионов переходит в раствор).




Пример, выщелачивание стекла (вымывание кальция):

.

В результате стекло с течением времени приобретает отрицательный заряд. По этой причине все породы (земля, песок, глина) несут отрицательный заряд.

3. Пространственное разделение положительных и отрицательных зарядов в поверхностном слое при контакте двух жидкостей с разной полярностью. Например, вода (полярная жидкость) контактирует с неполярным бензолом. Происходит определенная ориентация полярных молекул в поверхностном слое, которые на поверхности образуют слой ориентированных диполей: жидкость с большей диэлектрической проницаемостью (вода) заряжается положительно, а жидкость с меньшей диэлектрической проницаемостью (бензол) – отрицательно.

Ионы, создающие заряд на поверхности, называют потенциалопределяющими ионами.

Вблизи поверхности раздела фаз концентрируются ионы противоположного знака – противоионы.

Возникает двойной электрический слой ДЭС, состоящий из потенциалопределяющих ионов и эквивалентного количества противоионов, полностью компенсирующих заряд поверхности.







Сейчас читают про: