Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 216

Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.

Айлер Р. Химия кремнезема ч.2. Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.П.Прянишникова — М.: Мир, 1982. — 712 c.
Скачать (прямая ссылка): ailer2.djvu
Предыдущая << 1 .. 210 211 212 213 214 215 < 216 > 217 218 219 220 221 222 .. 310 >> Следующая

Иетс, Левине и Хили [200] представили математическую теорию и уравнения, выражающие величину поверхностного заряда в зависимости от рН при различных концентрациях электролита. Если выбираются определенные значения электрических емкостей для межфазной границы, то такая модель воспроизводит характерные свойства системы кремнезем—вода, а именно высокую плотность зарядов на поверхности и умеренное значение электрокинетического потенциала. Выбор подобных электрических емкостей в качестве модели предполагает, что диполи ионных пар расположены почти параллельно поверхности и что катионы находятся очень близко или входят частично в пределы плоскости поверхности.
Отвергая гипотезу пленки геля на поверхности, Иетс и Хили [203а] доказали, что свежеосажденный кремнезем марки ВОН имеет поверхность, которая оказывается проницаемой по отношению к протонам и к противоионам, однако когда образец кремнезема нагревается до температур, не превышающих 500°С, то поверхность становится проницаемой только для протонов, но не для протнвоионов. Наконец, когда кремнезем нагревается до 800°С, поверхность делается непроницаемой и для протонов, и для противоионов.
Одно из положений теории «связывания центров» заключается в том, что поверхностный потенциал такой оксидной поверхности относительно раствора не может задаваться уравнением Нернста, в котором учитывается отрицательный «размазанный» по всей поверхности заряд. В теории «связывания центров» считается, что ионные центры представляют собой двумерное множество, состоящее из дискретных положительно заряженных, нейтральных и отрицательно заряженных центров на
Химия поверхности кремнезема
921
поверхности раздела кремнезем—вода. Визе и др. [15] представили расчеты, в которых принимается, что противоионы могут располагаться только напротив специфических, отрицательно заряженных центров на поверхности.
Представляется, что кремнезем уникален среди нерастворимых оксидных твердых веществ благодаря тому, что значение рК на поверхности в точке нулевого заряда (р/Ст. н. з..= 2) отстоит исключительно далеко от значения рКа 6—7, соответствующего начальной ионизации поверхностных групп БЮН. Такая разность, равная пяти единицам, гораздо больше, чем для других оксидных твердых веществ (три единицы рН или даже меньше). Согласно Визе и др. [15], представленная -модель «связывания центров» объясняет поведение поверхностного потенциала для всех оксидных твердых веществ, в том числе и для БЮ2. Характерная особенность кремнезема, очевидно, заключается в следующем: противоионы, т. е. ионы Ыа+, располагаются почти в той же самой плоскости поверхности, где и определяющие поверхностный потенциал ионы БЮ-, что совершенно отличается от других оксидов. Вероятно, это обусловливается относительно открытой сеткой ионов кислорода, расположенных на поверхности, с достаточно большими расстояниями между такими ионами, что позволяет, по крайней мере частично, аккомодировать адсорбированные катионы.
Дэвис, Джеймс и Лекки [2036] поддержали теорию «связывания центров», сделав дальнейший шаг в ее развитии. Они предположили, что поверхностные комплексы образуются дополнительно к имеющейся простой ионизации групп ОН на поверхности даже в случае ионов натрия. Использовалась программа, составленная для ЭВМ, с целью нахождения равновесного состояния в растворе, причем принималось во внимание большое число переменных величин. Полученные результаты показывают, что либо катион с заряженным центром на поверхности образует «ионную пару», либо «поверхностный комплекс» оказывается несуществующим. Важно то, что даже простые однозарядные катионы металлов, по-видимому, связываются с поверхностью благодаря координации с атомом кислорода группы БЮН. Такие поверхностные группы более кислые, чем группы ОН монокремневой кислоты, которая имеет, вероятно, гораздо меньшую тенденцию к образованию комплексов с ионами металлов (см. гл. 2).
Силы, обусловливающие адсорбцию ионов
Хотя поверхность кремнезема имеет слабую кислотность, многие ионы довольно прочно и даже необратимо удерживаются силами, которые возникают дополнительно к ионному притяже-
¦922
Глава 6
нпю. Несмотря на более чем полувековой период научных изысканий, подобная аномальная ситуация понята еще не до конца.
Справедливо то, что в случае однозарядных катионов Ыа+, К+, 1МН+, по-видимому, в процесс включается простой ионный
обмен. Однако и при этом наблюдаются различающиеся механизмы в зависимости от значений рН. Например, ноны натрия и калия воздействуют аналогичным образом в процессе фло-куляции кремнезема в области рН 7—10, но при более высоких значениях рН ионы калия не будут вызывать флокуляцию, тогда как ионы натрия продолжают оказывать такое действие.
Обсуждение вопроса о природе ионных заряженных центров показало, что существуют специфически связанные с поверхностью ионы, которые удерживаются другими силами, отличающимися от сил ионного притяжения. Такие силы, вероятно, подразделяются на два класса. В первый включаются ковалентные связи между катионом металла Му+ и силанольной группой:
Предыдущая << 1 .. 210 211 212 213 214 215 < 216 > 217 218 219 220 221 222 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed