双电层electrical double layer与电泳Electrophoresis
2010-03-11 14:59阅读:
最近接触电化学方面的内容,刚开始就碰到了两个新词组:
electrical double layer (EDL)、电泳
Electrophoresis。以下是对 electrical
double layer (EDL)与 电泳Electrophoresis的整理。
双电层
1、 electrical double layer (EDL)的概念
这是在goole上搜索的:在两面三刀种不同物体的分界面上,正负电荷分别排列成的一种面层。例如,在金属和电解质溶液相接触的界面上,金属表面带负电荷(或正电荷),就吸引溶液中
阳离子,结果使接触金属的溶液层带正电荷,这样就产生了双电层。由于被吸引的阳离子具有热运动,使得这些离子中只有一部分是紧密排列在固相表面附近形成紧
密层,其余的则向界面周围扩散,形成扩散层,因此又称“扩散双电层”。近代研究表明,由于离子的溶剂化与固体表面吸附溶剂,甚至选择吸附某种离子或表面活
性剂分子,使双电层的结构可分为三个层次:第一层称内亥姆霍兹层(IHP),它通过接触吸附的负离子中心,其中包括定向吸引的水分子;第二层称外亥姆霍兹
层(OHP),它通过被吸引的溶剂化离子的中心,也就是紧密层;在这以外即是扩散层,扩散层厚度大至与离子氛厚度(1/K)相当。
从固体材料表面到溶液中心依次分布着斯特恩层(Stern Layer)或紧密层、斯特恩面
(Stern Plane)、扩散层(Diffuse
Layer)。扩散层由Stern面外的剩余对离子构成,其电荷密度随着远离表面而逐渐与体相溶液浓度接近。在扩散层中靠近斯特恩面的地方存在一个对双电层有至关重要影响的面-剪切面(Shear
Plane),该面上的电势通常称为zeta电势或 电势。
2、双电层的电化学描述
Stern层中异性离子吸附在固体壁面上且不能自由移动,而扩散层中的离子因距离固体壁面较远静电作用减弱能移动,这使得利用动电效应操纵微流体成为可能。
根据双电层理论,
扩散层中的离子分布会产生净电荷,扩散层的电势由Poisson方程决定。正负离子分布用
Nernst-Planck方程来描述。
电泳
1、电泳的概念
电泳是指在外加电场作用下带电表面(如胶体粒子)相对于固定液体运动的现象。典型的粒子电泳:阳极和阴极之间形成从右到左的电场,在此电场作用下,带负电的胶体粒子向阳极运动。电泳常用于测量带电粒子的表面电势。