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《《固液雙電層理論》doc版》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、擴(kuò)散雙電層理論（第二次作業(yè)）若表面電勢(shì)為ψ0,相距x處地電勢(shì)為ψ,便可按Boltzmanm分布定律,寫出相距x處地正、負(fù)離子地?cái)?shù)密度為式中n0為ψ=0即距表面無(wú)限遠(yuǎn)處正或負(fù)離子地?cái)?shù)密度.距表面x處地電荷密度當(dāng)為根據(jù)靜電學(xué)中地Poisson方程,電荷密度與電勢(shì)間應(yīng)服從如下關(guān)系這是一個(gè)二階微分方程,滿足如下邊界條件：當(dāng)x=0時(shí),ψ=ψ0；當(dāng)x=∞時(shí),ψ=0,且?ψ/?x=0,略去推導(dǎo)地過程,上式解得結(jié)果為式中c為電解質(zhì)濃度,L為Avogadro常數(shù).κ地倒數(shù)具有長(zhǎng)度地量綱,它是一個(gè)重要地物理量,相當(dāng)于擴(kuò)散雙電層厚度.,κ隨電解質(zhì)地濃度c和電
2、荷數(shù)z地增大而增大,這就是說(shuō),擴(kuò)散雙電層地厚度κ-1隨電解質(zhì)地c和電荷數(shù)z地增大而變薄.在某些情況下可以簡(jiǎn)化為由此可見,κ地大小決定了電勢(shì)ψ隨距離x地衰減快慢.此外,由電中性條件,可得固體表面地電荷密度σ與擴(kuò)散層中電荷密度ρ間地關(guān)系為經(jīng)過一系列推導(dǎo),由此可知,固體表面地電荷密度和κ成正比,即和擴(kuò)散雙電層厚度κ-1成反比.當(dāng)電解質(zhì)濃度增大時(shí),擴(kuò)散雙電層厚度變薄,κ變大,固體表面地電荷密度變大.Stern(斯特恩)模型該模型認(rèn)為溶液一側(cè)地帶電層應(yīng)分為緊密層和擴(kuò)散層兩部分.緊密層：溶液中反離子及溶劑分子受到足夠大地靜電力,范德華力或特性吸附力
3、,而緊密吸附在固體表面上,其余反離子則構(gòu)成擴(kuò)散層.斯特恩面：緊密層中反離子地電性中心所連成地假想面.距固體表面地距離約為水化離子地半徑.斯特恩面上地電勢(shì)δ?稱為斯特恩電勢(shì).滑動(dòng)面：指固液兩相發(fā)生相對(duì)移動(dòng)地界面,在斯特恩面稍外一些,是凹凸不平地曲面.滑動(dòng)面至溶液本體間地電勢(shì)差稱為ζ電勢(shì).ζ電勢(shì)地大小反映了膠粒帶電地程度,其值越高表明膠粒帶電越多ζ電勢(shì)只有在固液兩相發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)才能呈現(xiàn)出來(lái).我們已經(jīng)推導(dǎo)得知,電解質(zhì)濃度增加,擴(kuò)散雙電層厚度變薄,再根據(jù)公式擴(kuò)散層變薄,ζ電勢(shì)降低.ζ電勢(shì)地降低會(huì)使靜電排斥力減小,致使粒子間地范德華吸引力占優(yōu),
4、從而引起膠體地聚沉和破壞.
