Бағдарламасы студенттері үшін шымкент, 2023 2
жүктеу/скачать 4,58 Mb. Pdf көрінісі
|
1o8jpdncqJpB9LArsctL2Ms8POaKSemXzuEP9c14
|
2 Гуй - Чэпмен теориясы Бір -біріне байланыссыз Гуй /1910 ж./ және Чэпмен /1913 ж./ қарсы иондардың диффузиялық қабаты болатын қос электрлік қабаттың теориясын жасады. Бұл теория Гельмгольц- Перрен теориясының кемшіліктерін еске ала отырып көптеген нәрселерді түсіндірді. Гуй - Чэпмен теориясы бойынша қарсы иондар фазалар арасында бір қабат жасап жиналмайды, олар фазалар арасынан белгілі бір қашықтықта бүкіл сұйықтыққа таралған. Бұның себебі қарсы иондарға екі түрлі күш әсер ететіндіктен. Біріншісі - оларды бетке тарататын электрлік күш болса, екіншісі - оларды бүкіл сұйықтыққа тарататын иондардың жылуық қозғалысынан болатын диффузиялық күш. Әрине, фазалар арасында электр өрісінің әсері күшті. Фазаарлық шекарадан қашықтаған сайын оның әсері нашар болады ендеше қарсы иондардың концентрациясы да фазааралық шекарадан қашықтаған сайын азая бастайды. Белгілі бір қашықтықта олардың концентрациясын ерітіндінің бүкіл көлеміндегі концентрациясына тең болады міне осындай иондардың жылулық қозғалысының нәтижесінде қарсы иондардың тепе- теңдік диффузиялық қабаты болады екен. Гуй - Чэпмен жасаған қос электрлік қабаттың құрылысы мен ол қабаттағы потенциалдың кемуі сұлбалық түрде 8.-суретте көрсетілген. Бұл сұлбадан потенциалдың түзу сызықты емес, қисық сызықты түрде кемитіндігін көруге болады. Беттік зарядтарының концентрациясы неғұрлым көп болса соғұрлым потенциал жылдам кемиді, ал компенсация жасайтын қарсы ионның аз жағында оның кемуі де баяу болады. Диффузиялық қабат қарсы иондардың жылулық озғалысынан болатындықтан абсолют тік 0 температурасында барлық қарсы иондар бетке жақын бір 148 қабатқа орналасады деп қарастыруға болады. Ендеше Гельмгольц - Перреннің теориялық түсініктерін Гуй -Чэпменнің дербес жағдайы деп қарастыруға болады. Иондардың тепе- теңдікте /орналасуы/ бөлінуі атмосферадағы газдардың салмақ күшінің әсерінен тепе- теңдікте орналасуына ұқсас. 8-сурет. Гуй Чэпменнің қос электрлік қабатының сұлбасы Тек гравитациалық өріс молекулалардың орналасуына айланыссыз, ал ол қос электрлік өріс иондарының орналасуына байланысты болады. Бұнда қарсы иондардың зарядталған беттегі саны беттен ерһіндіге қашықтаған сайын Больцман заңы бойынша азаяды да, ал потенциал анықтағыш иондардың саны керісінше сол заң бойынша көбейеді. Гуй - Чэпмен теориясы бойынша электркинетикалық құбылыстарды түсіндіріп көрейік. Бұл теория бойынша қатты және сұйық фазалар қозғалғандағы жылжу /сырғанау/ жазықтығы фазаларының шекарасында емес, одан белгілі бір Д қашықтығында болады. Бұл жердің потенциалы сұйық ортаның потенциалынан әлдеқайда жоғары. Ендеше осы сұйық ортаның потенциалының айырмасы диффузиялық қабаттың зарядына тең. Міне осы потенциал электрфорез, иә электросмос кезінде фазалардың тасымалдауын анықтайды, яғни электркинетикалық құбылыстарды тұдырады. Бұдан осы электркинетикалық потенциалдың /кейде оны - потенциал деп те атайды/ жалпы потенциалдың бір бөлігі екені көрініп тұр. Ендеше электркинетикалық потенциалдың жалпы потенциалдан өзгеше және оған тең болмайтындығын оңай түсінуге болады. Гуй - Чэпмен теориясы осы екі потенциалға әртүрлі факторлардың әрқалай әсер ететіндігін де түсіндіреді. Индифферентік электролиттің жалпы және электркинетикалық потенциалдарға әсерін қарастырайық. Индифферентік электролитті жүйеге енгізгенде жалпы потенциал өзгермейді. Ал оның электркинетикалық потенциалға әсері басқаша. Потенциал анықтағыш иондарды компенсациялау үшін эквивалентті түрде қарсы иондардың болуы керек, ендеше жүйеге енгізген индифференті электролиттің концентрациясы көбейген сайын, қос электрлік қабаттың қалыңдығы кемиді /азаяды/, басқаша бұндай жағдайды қос электрлік қабаттың қысылуы деп атайды. Ендеше электркинетикалық потенциалдың мәні өзгереді. - потенциалының жүйеге индифферентті электролитті енгізудегі /әр түрлі мөлшерде/ өзгеруі 9-суретте көрсетілген. Бұндай индифференттік электролиттің белгілі бір жоғары концентрациясында қос электрлік қабат қысылып моноиондық қабатқа айналады екен, яғни қос электрлік қабатымыз Гельмгольц-Перрен қабатына айналады екен. Осыған сәйкес, яғни индифферентік электролиттің концентрациясы өскен сайын - потенциалының мәні азайып, ал қос қабат Гельмгольц-Перрен қабатына аиналғанда - потенциалының мәні 0 –ге тең болады екен. 9-сурет Индифференттік электролиттің ҚЭҚ қалыңдығына және -потенциалға әсері 149 Біз жоғарыда Гуй- Чэпмен теориясының артықшылықтарын айттық сонымен қатар оның кемшіліктері де бар. Біріншіден Гуй-Чэпмен теориясында иондардың шамалары есепке алынбаған. Екінші кемшілігі Гуй-Чэпмен теориясы қайта зарядталу құбылысты түсіндіре алмайды. Гуй-Чэпмен теориясының тағы бір кемшілігі, ол валенттігі бірдей әртүрлі иондардың қос электрлік қабатқа әртүрлі әсерлерінің болатынын түсіндіре алмайды. Бұл теория бойынша бірдей валентті қарсы иондар қос электрлік қабатты бірдей қысу керек. Ендеше потенциалы бірдей көрсеткішке кему керек. Алайда тәжрибелік мәліметтерге қарағанда бірдей валентті иондардың қос электрлік қабатқа әсерлері олардың радиустарының өсуіне байланысты күшейеді екен. Айта кететін Гуй-Чэпмен теориясының тағы бір кемшілігі, бұл теория сұйытылған коллоидтық ертінділер үшін жақсы орындалғанымен концентрлі ертіндіге оны қолдануға болмайды екен. Бұл теорияның кемшіліктерін еске ала отырып 1924 ж. Штерн қос электрлік қабттың құрылысының тағы бір теориясын жасады. жүктеу/скачать 4,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|