24.Штерн теориясының басқа қэқ теорияларынан айырмашылығын көрсетіңіздер.

Штерн жасаған қос электрлік қабат құрылысының сұлбасы Гельмгольц-Перрен мен Гуй-Чэпмен сұлбаларын біріктірді. Ол мынандай жағдайларды қарастырды.

Біріншіден, иондардың белгілі бір шамалары болатындықтан олар бетке ион радиустарына жақын орналаса алмайды.

Екіншіден Штерн бет пен иондардың электрлік емес спецификалық әрекеттесуін еске алды. Бұл әрекеттесу беттен белгілі бір қашықтықта молекулалық (адсорбциялық) күштің әсерінен болады.

Штерн теориясы бойынша қарсы иондар электрстатикалық және адсорбциялық күштердің әсерінен бетке тартылып, одан 1-2 молекула шамаларындай қашықтықта орналасатын болады. Бұл қабатты түзетін иондар беттен (δ) қашықтығында болады, яғни Гельмгольц-Перрен теориясындағыдай. Бұл қабатта потенциалдың өзгеруі өте жылдам (күрт) болады, ол қабатты бір авторлар Гельмгольцтік қабат десе, екінші біреулері Штерндік, ал басқалары адсорбциялық қабат деп атайды.

Ал қалған потенциал анықтағыш иондарды компенсациялайтын қарсы иондар жылулық қозғалыстың әсерінен қос электрлік қабаттың диффузиялық бөлігін түзеді. Диффузиялық қабаттағы қарсы иондардың орналасуы Гуй-Чэпмен диффузиялық қабатындағы иондардың орналасу заңына бағынады, сондықтан диффузиялық қабатты кейде Гуй қабаты деп те атайды. Штерн жасаған қос электрлік қабаттың құрылысының сұлбасы көсетілген.

• Штерн теориясы.

• Штерн жасаған ҚЭҚ сұлбасы

Сұлба бойынша жалпы потенциалдың кемуі қос электрлік қабаттың диффузиялық бөлігінің потенциалынан және Гельмгольц бөліктің қосындысынан тұратыны көрініп тұр.

Мұнда жылжу жазықтығы пунктирлік АВ сызықтарымен көрсетілген. Міне сол себепті Гуй мен Гельмгольц қабаттарының арасындағы потенциалдың ξ-потенциалына тең болуы шарт емес. Бұл сұлбадан егер жүйеге электролит енгізсек диффузиялық қабаттың қысылып қарсы иондардың көбі адсорбциялық қабатқа өтетіндігін білуге болады. Бұдан қос электрлік қабат, егер қосқан электролиттің концентрациясы көп болса Гельмгольц-Перрен теориясындағы қабатқа жақындайтыны, яғни ξ-потенциалдың азайып 0-ге тең болатындығын аңғаруға болады. Керісінше егер жүйені сұйылтатын болсақ, қос электрлік қабат кеңейіп, оған сәйкес ξ - потенциалының мәні де артады.

j_х = j_d е ^{– æ (х-d)} (2)

j_х = j_d е ^{– æ х} (3)

æ² = 1 /l² = 2 F² I /(e e₀ R T) (4)

• Мұндағы F – Фарадей тұрақтысы; R – универсал газ тұрақтысы; T - абсолюттік температура; I – ерітіндінің иондық күші, ол ерітіндідегі иондардың концентрациялары (с_0i) мен валенттіктеріне (z_i) тәуелді, яғни

• I= ½ å(с_0i ×z_i2); e–ортаның салыстырмалы диэлектрлік тұрақтысы; e₀ – диэлектрлік тұрақты шама, ол 8,85×10^-12 Ф/м-ге тең.

• j_х=(4RT/zF)gе^-æх (5)

• М ұндағы

Ш терн теориясы бойынша неғұрлым қарсы иондардың валенттілігі жоғары болған сайын соғұрлым қос электрлік қабат жұқа және оған сәйкес потенциалының мәні аз болады. Бұл да Гуй-Чэпмен теориясында қарастырылған.

Штерн теориясы бойынша иондардың радиусын еске ала отырып қос электрлік қабаттың сыйымдылығын есептеу

оның тәжірибе жүзіндегі табылған мәнімен өте дәл келетінін көрсетті.

(8.17)

Мұндағы: – молекулалық қабаттың сыйымдылығы; – диффузиялық қабаттың сыйымдылығы.

(8.18)

Гуй-Чэпмен теориясынан тағы бір айырмашылығы Штерн теориясы бойынша жүйеге көп валентті қарсы иондарды енгізгенде электркинетикалық потенциалдың таңбасының өзгеруін (қайта зарядталу құбылысы) түсіндіруге болады. Әрине Штерн теориясының кейбір кемшіліктері бар, өйткені ол да барлық жағдайларды еске алмаған. Мысалы, адсорбциялық потенциалды Штерн теориясы концентрацияға байланыссыз деп қарастырды. Бұлай болуы мүмкін емес. Штерн теориясында жылжу жазықтығының орны да толық шешілген мәселе емес.

Міне бұндай кемшіліктеріне қарамастан электркинетикалық құбылыстарды және ондағы болатын құбылыстарды түсіндіруде басқа теорияға қарағанда Штерн теориясының маңызы зор.