Page 114 - 130

114

За таким механізмом утворюється ПЕШ також в результаті адсорбції
недисоційованих полярних молекул, що знаходяться в розчині.
В такому випадку, коли в формуванні ПЕШ не беруть участі електроліти,
для визначення знаку заряду на поверхні можна скористатися правилом Кена:
З двох контактуючих фаз позитивно заряджається та, яка має
більшу діелектричну проникність.

Саме тому багато речовин, які знаходяться в контакті з водою і мають
дуже велику діелектричну проникність, заряджаються негативно.
3.3.2.2 Термодинамічне співвідношення між поверхневим натягом і
електричним потенціалом
Як уже зазначалось, утворення ПЕШ відбувається самочинно в результаті
“прагнення” системи зменшити енергію Гіббса поверхневого шару. Зменшення
поверхневої енергії повинно призводити до збільшення електричної енергії.
Термодинамічне співвідношення між поверхневою і електричною енергіями
можна отримати таким же чином, як і адсорбційне рівняння Гіббса, яке зв’язує
поверхневу і хімічну енергії.
Позначимо зміну електричної енергії через  dq (де  – електричний
потенціал, q – заряд поверхні), тоді, у відповідності з об’єднаним виразом

першого і другого законів термодинаміки (без урахування хімічної енергії),
зміну енергії Гіббса поверхні можна записати у вигляді
 G   S dT   ds  dq ,

де S – ентропія системи; T – температура;  – поверхневий натяг; s –
площа міжфазної поверхні;  – електричний потенціал; q – заряд поверхні.
В цьому рівнянні ds означає зміну поверхневої енергії.
При сталій температурі рівняння набуде вигляду

 G  ds  dq .

Повний диференціал енергії Гіббса дорівнює

 G   ds  s d    dq  q d  .

Віднімаючи від останнього рівняння передостаннє, отримаємо

s d   dq   0 .

Якщо поділити отримане співвідношення на площу поверхневого шару,
отримаємо :

s d s  dq  s  0 .

Позначимо q s через q . Тоді :
s
d d   q ,
s
де q – заряд одиниці поверхні, тобто густина (щільність) заряду.
s
Це співвідношення має назву першого рівняння Ліпмана.