Электроповерхностные явления в неводных капиллярных и дисперсных системах

• Автор: Жуков, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 307 с. : ил.

Введение.

Глава I. Двойной электрический слой и электроповерхностные

свойства границы раздела фаз твердое тело раствор электролита.

1.1. Механизмы образования поверхностного заряда.

1.2. Трехслойная модель двойного электрического слоя

1.3. Электроповерхностные явления и электроповерхностные

свойства твердых тел в водных растворах электролитов.

1.3.1. Удельный поверхностный заряд.

1.3.2. Электрокинетический потенциал и заряд

1.3.3. Поверхностная проводимость.

I.4. Развитие представлений о механизмах образования

поверхностного заряда твердых тел в жидких средах.
Глава И. Дискретность поверхностного заряда и
электрокинетические явления
II. 1. Модель дискретного поверхностного заряда.
Н.2. Влияние дискретности поверхностного заряда на
поверхностную проводимость и подвижность ионов
Н.З. Конвективный перенос зарядов ток течения вблизи
дискретно заряженной поверхности.
Н.4. Условия и результаты применения теории к
конкретным системам
Глава III. Двойной электрический слой на границе раздела
фаз твердое тело неводный растворитель.
III. 1. Принципы классификации неводных растворителей и
основные физикохимические свойства неводных растворов .
Ш.2. Обзор представлений о механизмах образования и особенностях двойного электрического слоя в неводных средах.
1.2.1. Протолитические растворители.
1.2.2. Диполярные апротонные растворители
Ш.2.3. Органичекие растворители с небольшим содержанием
Ш.2.4. Водноорганические смеси с большим содержанием
Ш.2.5. Неполярные и слабополярные растворители.
Глава IV. Комплексные исследования электроповерхностных свойств твердых тел в неводных растворах электролитов
1У.1 Объекты исследования
1У.2. Методы исследования.
IV.2.1. Определение концентраций ионов и воды в неводных
растворах электролитов при исследовании адсорбции . . 4 1У.2.2. Определение удельной электропроводности
неводных растворов электролитов.
1У.2.3. Определение электрокинетического потенциала и поверхностной проводимости в диафрагмах и
капиллярах.
1У.2.4. Определение поверхностной проводимости и
электрокинетического потенциала частиц
1У.З. Электроповерхностные свойства оксидов в растворах электролитов в амфипротных
растворителях алифатических спиртах
1У.3.1. Электрокинетический потенциал и адсорбция ионов на поверхности диоксида кремния из спиртовых
растворов электролитов
ГУ.3.2. Поверхностная проводимость диоксида кремния в
спиртовых растворах электролитов.
1У.З.З. Электроповерхностные свойства оксидов титана и
алюминия в бутанольных растворах электролитов.
У.3.4. Зависимости электрокинетического заряда оксидов от концентрации зарядных электролитов в
спиртовых растворах.
1У.3.5. Влияние примеси воды в спиртовых растворах электролитов на электроповерхностные свойства
оксидов
IV.4. Электроповерхностные свойства оксидов в растворах
электролитов в диполярных апротонных растворителях .
IV.5. Электроповерхностные свойства кварца и стекла в
растворах ионогенных ПАВ в неполярных растворителях . .
Г лава V. Электризация жидких углеводородов при течении по трубам в турбулентном режиме.
V. 1. Основные представления об явлении электризации.
У.2. Уравнение для тока течения неполярной жидкости
в турбулентном режиме
У.З. Экспериментальное исследование электризации неполярных жидкостей при течении по трубам в турбулентном режиме
Выводы.
Литература


При этом все кривые семейства а0рН, различающиеся значениями СХу , имеют ОТП , расположенную на оси абсцисс. Такое определение ст0 и ТНЗ является условным , и требует модельных представлений, ибо потенциометрическое титрование позволяет определить только разность ГНу ГХОн но не абсолютные значения Г, т. НУ, а не десорбции адсорбции ХОН. Только в том случае, если фоновый электролит индифферентный, т. ДЭС, тогда ОТП строго соответствует ТНЗ. Если же имеет место специфическое взаимодействие связывание этих ионов с поверхностью, то, как показано в , , кривые Сто также могут иметь ОТП, но эта точка не есть ТНЗ. При преимущественной специфической адсорбции катиона эта точка находится в области а0 0, а аниона сто 0, и с увеличением СХу в первом случае смещается в кислую область, а во втором в щелочную. Если имеет место эквивалентная специфическая адсорбция обоих ионов, то ОТП есть ТНЗ, т. Для выяснения этого смысла вводится понятие ионных компонентов аи а компенсирующего а0 заряда. Гх ГХон ГХу Гу ГНу ГХу . Наличие ОТП означает 1, что в этой точке р 0 и в случае, например, зарядного электролита аЛкто аа0 0,5, т. Из выражения 1 следует, что ОТП может совпадать с ТНЗ, если в этой точке Гх Гу, т. ТНЗ, либо при абсолютной индифферентности этого электролита Гх Гу 0. ТНЗ ионов ряда электролитов, которые считались индифферентными , что лишает смысла одного из основных признаков отсутствия специфической адсорбции ионов независимости ТНЗ от концентрации фонового электролита. Термодинамический анализ условий пересечения в ОТП кривых кислотноосновного потенциометрического титрования водных дисперсий оксидов позволил Ликлеме и Холлу разработать методику определения ТНЗ без применения какихлибо модельных представлений. Эта методика требует использование смешанных растворов электролитов, содержащих кроме ПОИ еще три ионных компонента, два из которых должны быть по крайней мере псевдоиндифферентными. АрК2 . Очевидно, что, если АрК 0, то ос, 0,5, т. ТНЗ ионизированы, и, наоборот, если АрК 0, то , ос, 0, т. НтнзЫ5. ТНЗ отношение Н2 изменяется очень слабо и близко к единице, что выполняется только при условии АрК 0. Очень часто выражения 1 и 1 используются для определения рНтнз и а по значениям рКа и рК . При этом предполагается полное отсутствие связывания ионов фонового электролита с поверхностью на том основании, что не зависит от концентрации фонового электролита. Поскольку в трехслойной модели ДЭС предполагается такое связывание и отсутствие указанной зависимости возможно также при эквивалентной специфической адсорбции ионов фонового электролита, необходим более строгий анализ условий ТНЗ с учетом возможности образования поверхностных комплексов. Такой анализ был впервые выполнен в работе . Полученное выражение свидетельствует о том, что в общем случае ТНЗ определяется не только значениями рКа и рК , но и активностями ионов фонового электролита в растворе и константами их связывания с ионизированными гидроксильными группами. При известных КаЬ К. Кх , Ку , ах и ау величина опо определяется из решения системы уравнений , 1 с учетом условий 1 1, определяющих параметры ДЭС в ТНЗ, и уравнения баланса массы 1. Очень важной характеристикой амфотерной поверхности является изоэлектрическая точка ИЭТ, определяемая как значение , при котором отсутствует равен нулю диффузный заряд ДЭС с 0. О0вэт р Н2 . ИЭТ. Уо юг итУС Куау Кхах. Нн 0,5рКа рКа2. В работе в предположении, ЧТО 0тнз 0. Если КХ Ку Кх Ку, то с ростом ах ау значение ТНЗ уменьшается увеличивается, а ИЭТ увеличивается уменьшается относительно исходного значения, что экспериментально наблюдается при специфической адсорбции катионов анионов . Для экспериментального определения констант трехслойной модели рКа1, рКа2, рКх и рКу или рКх и рКу используются несколько методов обработки зависимостей аорН, полученных по данным кислотноосновного потенциометрического титрования дисперсий при различных фиксированных концентрациях фоновых электролитов. Джеймсом и Парксом и Хуангом и Штуммом . Ох 1 с НО . РЗу НОН,2.