Сурет. Штерн жасаған ҚЭҚ сұлбасы

Сұ лба бойынша жалпы потенциалдың кемуі қ ос электрлік қ абаттың диффузиялық бө лігінің потенциалынан жә не Гельмгольц бө ліктің қ осындысынан тұ ратыны кө рініп тұ р.

Міне осындай сұ лба бойынша қ ос электрлік қ абатты қ арастырғ анда, осы уақ ытқ а дейінгі белгісіз нә рсе – жылжу (сырғ у) жазық тығ ының орны. Кейбір авторлар жылжу жазық тығ ының шекарасы Гуй мен Гельмгольц қ абаттарының аралығ ы деп есептейді. Жалпы алғ анда оны 4.15-суреттегідей Гуй қ абатында деп қ арастыруғ а болады. Мұ нда жылжу жазық тығ ы пунктирлік АВ сызық тарымен кө рсетілген. Міне сол себепті Гуй мен Гельмгольц қ абаттарының арасындағ ы потенциалдың ξ -потенциалына тең болуы шарт емес. Бұ л сұ лбадан егер жү йеге электролит енгізсек диффузиялық қ абаттың қ ысылып қ арсы иондардың кө бі адсорбциялық қ абатқ а ө тетіндігін білуге болады. Бұ дан қ ос электрлік қ абат, егер қ осқ ан электролиттің концентрациясы кө п болса Гельмгольц-Перрен теориясындағ ы қ абатқ а жақ ындайтыны, яғ ни ξ -потенциалдың азайып 0-ге тең болатындығ ын аң ғ аруғ а болады. Керісінше егер жү йені сұ йылтатын болсақ, қ ос электрлік қ абат кең ейіп, оғ ан сә йкес ξ - потенциалының мә ні де артады.

Штерн теориясы бойынша неғ ұ рлым қ арсы иондардың валенттілігі жоғ ары болғ ан сайын соғ ұ рлым қ ос электрлік қ абат жұ қ а жә не оғ ан сә йкес ξ - потенциалының мә ні аз болады. Бұ л да Гуй-Чэпмен теориясында қ арастырылғ ан.

Егер қ арсы иондардың валентілігі бірдей болса, онда қ ос электрлік қ абаттың қ алың дығ ы жә не қ арсы иондардың диффузиялық қ абаттағ ы саны иондардың тө лсипаттық адсорбциялану қ абілетімен анық талады. Иондардың тө лсипаттық адсорбциясы олардың поляризациялану жә не гидратацияланумен анық талатынын бұ рын айтқ анбыз. Ендеше иондардың бұ л қ асиеттері олардың таза радиустарымен, немесе Д.И. Менделеев жү йесіндегі олардың орналасу жағ дайларымен анық талады.

Иондардың поляризациясы оң ай болса соғ ұ рлым қ ос электрлік қ абат жақ сы қ ысылады. Гидратацияның азаюы да қ ос электрлік қ абаттың қ ысылуына ә келеді.

Ө йткені гидратация азайғ ан сайын иондардың электрстатикалық ә рекеттесуі де кү шейеді. Бұ л айтылғ андардан иондардың қ ос электрлік қ абатты қ ысу жағ ынан бұ рынғ ы ө зімізге белгілі лиотроптық қ атар бойынша ә сер ететінін байқ аймыз.

Енді Штерн теориясының бұ рынғ ы теориялардан артық шылық тарына тоқ талайық.

Штерн теориясы бойынша иондардың радиусын еске ала отырып қ ос электрлік қ абаттың сыйымдылығ ын есептеу оның тә жірибе жү зіндегі табылғ ан мә німен ө те дә л келетінін кө рсетті.

Мұ ндағ ы: – молекулалық қ абаттың сыйымдылығ ы; – диффузиялық қ абаттың сыйымдылығ ы.

Гуй-Чэпмен теориясынан тағ ы бір айырмашылығ ы Штерн теориясы бойынша жү йеге кө п валентті қ арсы иондары кө п валентті электролитті қ арсы иондары енгізгенде электркинетикалық потенциалдың таң басының ө згеруін (қ айта зарядталу қ ұ былысы) тү сіндіруге болады. Кө п валентті қ арсы иондар адсорбциялық қ абатқ а электркинетикалық ә рекеттесумен қ атар ө здерінің жақ сы адсорбцияланатындығ ымен де тартылады.

Қ арсы иондар тек бетті бейтарап етіп қ ана қ оймай бө лшекті қ айта зарядталатындай мө лшерде адсорбциялануы мү мкін. Осының нә тижесінде электркинетикалық потенциалдың таң басы ө згереді.

Қ айта зарядталуды сұ лба тү рінде 4.16- суреттегідей етіп қ арастыруғ а болады. Бұ дан кө п валентті қ арсы иондардың адсорбциясының нә тижесіндe - жә не ξ -потенциалдары таң баларын ө згертетіні кө рініп тұ р. Ал тұ рақ ты ө йткені басқ а текті иондар кристалдық торғ а енбейді.

Сурет

Ә рине қ арсы иондардың концентрациясын одан ә рі кө бейтсек қ ос электрлік қ абаттың қ ысылуына байланысты ξ -потенциалы да кемиді (2 - қ исық).

Егер беттік заряды теріс болса, қ айта зарядтау ү шін электролиттер кө бінде кө п валентті катиондары (Fe⁺³, Al⁺³, Th⁺⁴) бар электролиттер қ олданылады. Егер адсорбциялық қ абілеттілігі кү шті болса бір валентті иондар да қ айта зарядталу қ ұ былысын береді. Мысалы, оларғ а кө птегө н алколлоидтар мен бояу заттарының катиондары жатады.

Міне осы айтылғ андардан Штерн теориясының Гуй-Чэпмен теориясына қ арағ анда тә жрибеллік мә ліметтерге ө те сә йкес келетінін кө руге болады. Иондардың ө лшемдерін еске ала отырып, Штерн теориясы ә ртү рлі электролиттердің қ ос қ абат пен ξ -потенциалына ә серін жақ сы тү сіндіреді.

Ә рине Штерн теориясының кейбір кемшіліктері бар, ө йткені ол да барлық жағ дайларды еске алмағ ан. Мысалы, адсорбциялық потенциалды Штерн теориясы концентрацияғ а байланыссыз деп қ арастырды. Бұ лай болуы мү мкін емес. Штерн теориясында жылжу жазық тығ ының орны да толық шешілген мә селе емес.

Міне бұ ндай кемшіліктеріне қ арамастан электркинетикалық қ ұ былыстарды жә не ондағ ы болатын қ ұ былыстарды тү сіндіруде басқ а теорияғ а қ арағ анда Штерн теориясының маң ызы зор.