ГОСТ 8.653.1—2016
Это электростатическое поле в сочетании с тепловым движением ионов экранирует поверхностный электрический
заряд. Суммарный электрический заряд в экранирующем диффузном слое равен по величине суммарному поверх
ностному заряду, но имеет противоположный знак. В результате структура электрически нейтральна. Некоторые из
противоположно заряженных ионов вблизи поверхности могут специфически адсорбироваться и способствуют
формированию слоя Штерна. Внешнюю часть экранирующего слоя обычно называют диффузным слоем.
Диффузный слой или. по крайней мере, его часть может перемещаться под действием касательного на
пряжения. Вводится понятие плоскости скольжения, которая разделяет окружающую частицу среду на подвижную
часть и часть, связанную с поверхностью. Электрический потенциал в этой плоскости называется электрокинети-
ческим или дзета-потенциалом.
Электрический потенциал на внешней границе слоя Штерна называют потенциалом Штерна ф°. Разность
потенциалов между жидкостью (флюидом) и поверхностью называется потенциалом поверхности ф*.
Экспериментально показано, что плоскость скольжения расположена очень близко к внешней плоскости
Гельмгольца, определяющей потенциал Штерна. Слой между этой плоскостью и границей раздела обычно назы
вают «неподвижным слоем». Обе плоскости являются условными. Это означает, что величина дзета-потенциала s
меньше или равна потенциалу Штерна ф^.
Основные модели геометрического представления ДЭС приведены в подпунктах А.2 — А.4.
А.2 Плоские поверхности
Толщина ДЭС характеризуется так называемой длиной Дебая к’1и определяется по формуле:
«2 -
(А.1)
где Я — постоянная Фарадея. Кл/моль;
с. — молярная концентрация /-го вида ионов, моль/м3;
z(— максимальная валентность /-го вида ионов:
Ет — относительная диэлектрическая проницаемость жидкости;
£0 — диэлектрическая постоянная. Ф/м;
R — универсальная газовая постоянная. Дж/(мольК);
Т— абсолютная температура, К.
Если количество анионов равно количеству катионов в электролите (симметричный электролит), то суще
ствует простая зависимость между плотностью электрического заряда в диффузном слое оаи потенциалом Штер на
ф1*. а именно:
о0 - ~ ^B tmt0cRT sinh-^Tf.(А.2)
где tm — относительная диэлектрическая проницаемость жидкости;
с0 — диэлектрическая постоянная. Ф/м;
с — концентрация электролита, моль/м3;
R — универсальная газовая постоянная. Дж/(моль-К);
Т— абсолютная температура. К;
F — постоянная Фарадея, Кл/моль;
Ф**— потенциал Штерна. В.
Если диффузный слой рассматривается у поверхности, формула А.2 может быть использована для связи
поверхностного ззрзда с поверхностным потенциалом.
В некоторых случаях используется понятие дифференциальной емкости ДЭС Cd,. Для плоской поверхности
и симметричного электролита дифференциальная емкость ДЭС Сй.определяется по формуле:
do. F\ud
С’<* - 0фф=ч,й ~ EvncoKC°sh 2R T ’(А-3>
где £т — относительная диэлектрическая проницаемость жидкости;
е
0
— диэлектрическая постоянная. Ф/м;
к — обратная длина Дебая, м’1;
F — постоянная Фарадея, Кл/моль:
— потенциал Штерна. В:
R — универсальная газовая постоянная. Дж/(моль К);
Т— абсолютная температура. К.
Для симметричного электролита электрический потенциал ф на расстоянии х от плоской поверхности в ДЭС
определяется по формуле:
ехр(-кх) =
где z — валентность иона,
F — постоянная Фарадея. Кл/моль:
Ф(х)
— электрический потенциал в двойном слое. В;
6
lanh[zF\y(xy4RT]
\anh(zFyidl4RT) ’