Електрокінетичний потенціал води і структура інтерфейсу повітря/вода

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКушнір, С. В.
dc.contributor.authorКость, М. В.
dc.date.accessioned2020-12-09T08:35:58Z
dc.date.available2020-12-09T08:35:58Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenAs a result of analysis of structural features in water and behavior of its dzeta-potential under various conditions the molecular model of the structure of air/water interface is offered. Basis of structure is a superficial net consisted of flat cyclic clusters of N4 and N5, connected between them silver by additional molecules of Н2О. Unconnected groups of these two clusters are forced directed equally upwards and downwards from the plane of the net, therefore the net itself is electro-neutral. On the surface of water the lower side of the net exothermally adsorbs the ions of H3O+ that results in reorientation of all molecules of H2O in clusters by groups of OH in the direction of liquid phase and appearance of negative structural charge on the surface of the net. This charge forms a double electric layer under itself in which the adsorbed ions of H3O+ act a role of inside part and the ions of OH– take place in a diffuse layer. The maximal size of negative dzeta-potential of water is arrived at рН 10 because due to adsorption of ions of Н3О+ of рН of water in an interface diminishes to 7. At рН > a 10 potential diminishes due to neutralization of adsorbable ions of Н3О+ the ions of ОН-. At рН < 10 more slow reduction of superficial charge occurs due to displacement of ion-adsorption equilibrium that arises up in the system at the increase of concentration of ions of Н3О+. At рН 4 a superficial charge disappears in an interface, but the structure of superficial net of clusters continues to remain an orientation one-sided. In area of рН < 4 ions of Н3О+ are adsorbed already on superficial atoms Оδ– and superficial potential of water becomes positive. Thus, there is electrokinetic potential in area of рН < 4 and рН > 13 has ion, and in an intermediate range рН-structural nature. Influence of cations of metals on the superficial charge of water in solutions follows after an ion-adsorption mechanism. Adsorbed on the downside of superficial net of clusters they always reduce negative structural potential of water. Model of forming of molecular structure of interface of air/water takes into account both an orientation and adsorption of molecules and ions. A new model allows easily explaining the phenomena of bubbling chemical effects in solutions of salts and anomalously high surface-tension of water.en
dc.description.abstractruВ результате анализа особенностей структурирования в воде и поведения ее дзета-потенциала в различных условиях предложена молекулярная модель строения интерфейса воздух/вода. Основой структуры является поверхностная сетка из плоских циклических кластеров N4 i N5, связанных между собой дополнительными молекулами Н2О. Несвязанные группы двух этих кластеров вынужденно направлены поровну вверх и вниз от плоскости сетки, поэтому сама сетка электронейтральна. На поверхности воды нижняя сторона сетки экзотермически адсорбирует ионы Н3О+, что приводит к переориентации всех молекул Н2О в кластерах группами ОН в сторону жидкой фазы и появления на поверхности сетки негативного структурного заряда. Этот заряд формирует под собой двойной электрический слой, в котором адсорбированные ионы Н3О+ играют роль внутренней части, а ионы ОН– размещаются в диффузном слое. Такая модель интерфейса удовлетворительно согласуется с принципами структурной химии воды и позволяет объяснить все особенности ее дзета-потенциала.ru
dc.description.abstractukВ результаті аналізу особливостей структурування у воді та поведінки її дзета-потенціалу в різних умовах запропонована молекулярна модель будови інтерфейсу повітря/вода. Основою структури є поверхнева сітка із плоских циклічних кластерів N4 i N5, зв’язаних між собою додатковими молекулами Н2О. Незв’язані групи двох цих кластерів вимушено спрямовані порівно вверх і вниз від площини сітки, тому сама сітка електронейтральна. На поверхні води нижня сторона сітки екзотермічно адсорбує іони Н3О+, що приводить до переорієнтації усіх молекул Н2О в кластерах групами ОН в сторону рідкої фази і появи на поверхні сітки негативного структурного заряду. Цей заряд формує під собою подвійний електричний шар, в якому адсорбовані іони Н3О+ грають роль внутрішньої частини, а іони ОН– розміщуються в дифузному шарі. Максимальна величина від’ємного дзета-потенціалу води досягається при рН 10 тому, що за рахунок адсорбції іонів Н3О+ рН води в інтерфейсі зменшується до 7. При рН > 10 потенціал зменшується за рахунок нейтралізації адсорбованих іонів Н3О+ іонами ОН–. При рН < 10 більш повільне зменшення поверхневого заряду іде за рахунок зміщення іонно-адсорбційної рівноваги, яка виникає в системі при збільшенні концентрації іонів Н3О+. При рН 4 поверхневий заряд в інтерфейсі зникає, але структура поверхневої сітки кластерів продовжує залишатись односторонньо орієнтовною. В області рН < 4 іони Н3О+ адсорбуються уже на поверхневих атомах Оδ– і поверхневий потенціал води стає позитивним. Отже, електрокінетичний потенціал в області рН < 4 і рН > 13 має іонну, а в проміжному діапазоні рН-структурну природу. Вплив катіонів металів на поверхневий заряд води у розчинах іде за іонно-адсорбційним механізмом. Адсорбуючись на нижній стороні поверхневої сітки кластерів вони завжди знижують негативний структурний потенціал води. Модель формування молекулярної структури інтерфейсу повітря/вода враховує як орієнтацію, так і адсорбцію молекул і іонів. Нова модель дозволяє легко пояснити явища барботажних хімічних ефектів у розчинах солей та аномально високий поверхневий натяг самої води.uk
dc.format.pagerangeС. 20-29uk
dc.identifier.citationКушнір, С. В. Електрокінетичний потенціал води і структура інтерфейсу повітря/вода / С. В. Кушнір, М. В. Кость // Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті. – 2018. – № 1(22). – С. 20–29. – Бібліогр.: 15 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2218-93002212018144238
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/37984
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського; ТОВ «Українська водна спілка»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/uk
dc.sourceВода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, 2018, № 1(22)uk
dc.subjectводаuk
dc.subjectмолекулярна структураuk
dc.subjectдзета-потенціал поверхніuk
dc.subjectплоскі кластериuk
dc.subjectкластерні сіткиuk
dc.subjectорієнтація молекулuk
dc.subjectефективні заряди атомівuk
dc.subjectадсорбція іонівuk
dc.subjectмодель інтерфейсу повітря/водаuk
dc.subjectwateren
dc.subjectmolecular of the structureen
dc.subjectdzeta-potential of the surfaceen
dc.subjectflat clustersen
dc.subjectclusters neten
dc.subjectorientation of moleculesen
dc.subjecteffective charges of atomsen
dc.subjections adsorptionen
dc.subjectmodel interface of air/wateren
dc.subjectмолекулярная структураru
dc.subjectдзета-потенциал поверхностиru
dc.subjectплоские кластерыru
dc.subjectкластерные сеткиru
dc.subjectориентация молекулru
dc.subjectэффективные заряды атомовru
dc.subjectадсорбция ионовru
dc.subjectмодель интерфейса воздух/водаru
dc.subject.udc550.4:541.15uk
dc.titleЕлектрокінетичний потенціал води і структура інтерфейсу повітря/водаuk
dc.title.alternativeElectrokinetic potential of water and structure of air/water interfaceen
dc.title.alternativeЭлектрокинетический потенциал воды и структура интерфейса воздух/водаru
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VVT-2018-1_20-29.pdf
Розмір:
762.66 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.16 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, № 1(22)