Макет страницы
Дальнейший шаг в развитии теории строения двойного электрического слоя был сделан Л. Гуи и независимо от него Д. Чапменом. Используя представления статистической термодинамики, эти авторы предложили модель,
согласно которой про-тивоионы, не связанные жестко с поверхностью, в отличие от потенциало-пределяющих ионов образуют не плоский, а размытый слой, причем концентрация зарядов в нем плавно падает с увеличением расстояния от поверхности. Слой про-тивоионов в теории
в
Расстояние от поверхности
Рис. 35. Схема строения двойного электрического слоя по Гуи и Чап-мену
Гуи—Чапмена называется диффузным слоем. Его формирование определяется двумя противоположными процессами: притяжением ионов к поверхности за счет электростатического взаимодействия, в связи с чем концентрация их у поверхности должна возрастать, и оттоком ионов из области высоких концентраций, т. е. вблизи поверхности, в объем в результате диффузии. На рис. 35 показано, как изменяется с расстоянием концентрация противоионов и потенциал при таком строении двойного электрического слоя.
Если воспользоваться распределением Больцмана, то концентрацию анионов в любой точке диффузного слоя можно определить по уравнению
, z_F<p
(1V.3)
RT
гДе с-, с — концентрация анионов в объеме (на «бесконечном» удалении от заряженной поверхности); z_ — заряд анионов; F — постоянная Фарадея; ср — разность потенциалов в данной точке и в объеме жидкости (на «бесконечном» удалении от поверхности).
Концентрация катионов в этой же точке равна
S+=C+, J RT, (IV.4)
где C+100—концентрация катионов в объеме раствора.
Для простоты положим, что в растворе находится электролит, диссоциирующий с образованием единично заряженных катиона и аниона. В этом случае C+1 „=<:_, „,=
