Dupla elektromos réteg - stadopedia
Modern felfogások a szerkezetről
A DES szerkezetének számos elmélete van, ezek közül a legjelentősebb
- Helmholtz-Perrin-elmélet (1879);
- Guy-Chapman elmélete (1910-1913 gg.);
- Stern elmélete (1924)
Az elméletek közötti különbség alapvetően az ellen-réteg szerkezetének eltérő értelmezéséhez vezet.
A DES szerkezetére vonatkozó új ötletek a Stern-elméleten alapulnak, amely az első két elméletet ötvözi.
A DES-t a diszperz fázis felszínén elhelyezkedő potenciális meghatározó ionok és a diszperziós közeg ekvivalens mennyiségű ellenionjai képezik, amelyek a fázisok határfelülete közelében vannak;
2. A potenciálisan meghatározó ionok erősen kötődnek a diszperz fázis részecskéihez kemizorpciós erők alkalmazásával, és egyenletesen oszlanak el a felszínén, ami j 0 elektromos potenciál megjelenését okozza.
3. A DES sík-párhuzamosnak tekinthető. Ez a feltételezés elfogadható, mert DES vastagsága sokkal kisebb, mint a görbületi sugara a felület a részecskék a diszpergált fázis (tehát úgy tűnik, sík területen, amelynek a sugara mintegy 6000 km, amely lényegesen nagyobb, mint az a távolság, amelynél az emberi szem).
4. Az ellenionok rétege két részből áll: egy sűrű adszorpciós réteg (a Helmholtz réteg) és egy diffúz réteg (a Guy-Chapman réteg).
Az ellenionok adszorpciós rétege megegyezik a diszperz fázis részecskéinek feltöltött felületével és vastagsága a hidratált ellenion átmérőjének sorrendjében
Az adszorpciós réteg anti-ionjai kétféle erővel - adszorpcióval és elektrosztatikus úton kapcsolódnak a töltött részecskehez. Ez a kapcsolat annyira erős, hogy az adszorpciós réteg ellentétjei a részecskékkel együtt mozognak, és egyetlen kinetikus egészet alkotnak - egy kolloid részecske. Az adszorpciós rétegben a potenciális csepp lineárisan (27.
Az adszorpciós réteg a diffúz réteget követi. A diffúz réteg ellen-ionjai csak az elektrosztatikus erők által vonulnak a részecske felé (amelyek a növekvő távolsággal csökkennek). Ezért ezek az ellen-alkotók kevésbé kötődnek a részecskehez az adszorpciós réteg ellenionáihoz képest, és amikor a részecske eltávolodik tőle.
A diffúz réteg ellentétét erősen befolyásolja a termikus (Brownian) mozgás. És a hatása annál erősebb, annál távolabb a feltöltött felület ellen-ionok. A hőmozgás és a kölcsönös repulzió eredményeképpen a diffúz réteg ellenionái képesek a rétegben mozogni. A diffúz réteg potenciális csökkenése a görbület-függő függvénytől függően 0 (27.
A diffúz réteg vastagságát az adszorpciós rétegtől eltérően számos tényező befolyásolja: hőmérséklet, pH, elektrolit adalékok, diszperziós közeg tulajdonságai.
Chapman szerint a DEL diffúz réteg vastagsága l
ahol K állandó; e a közeg dielektromos állandója; T a hőmérséklet;
Így a j0 felszíni töltés teljes kompenzációja az ellenionok teljes feltöltésével történik a DEL-ban. A DEL határában lévő potenciál 0.
Az elektromosan semleges kolloid részecskéket micellának nevezik.
Reciprok mozgása a diszpergált fázis és a diszpergáló közeg egymáshoz képest történik a csúszó sík (offset) A-A közelében elhaladó a határrétegek adszorpciós és diffúziós ellenionok. Ezért az adszorpciós rétegben lévő ellenionok a diszperziós fázis részecskéihez viszonyítva rögzítettek és velük mozognak.
A csúszósíkból származó potenciál meghatározza a fáziseltolódás sebességét, amikor elektromos mezőt alkalmaznak, azaz az elektrokinetikus jelenségek oka (elektroforézis, elektroozmózis, perkoláció és ülepedési potenciálok). Ezt a potenciált elektrokinetikusnak vagy z-potenciának nevezik.