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環境表面科学講義

環境表面科学講義. http://www.iamp.tohoku.ac.jp/~liquid/MURA/kogi/kaimen/ E-mail: mura@tagen.tohoku.ac.jp. 村松淳司. 分散と凝集　（平衡論的考察）. 凝集 van der Waals 力による相互作用 分散 静電的反発力 粒子表面の電位による反発. 凝集. 分散. 分散と凝集. 考え方. van der Waals 力による相互作用 静電的反発力 V total = V H + V el V H : van der Waals 力による相互作用エネルギー

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環境表面科学講義

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Presentation Transcript

  1. 環境表面科学講義 http://www.iamp.tohoku.ac.jp/~liquid/MURA/kogi/kaimen/ E-mail: mura@tagen.tohoku.ac.jp 村松淳司

  2. 分散と凝集　（平衡論的考察） • 凝集 • van der Waals力による相互作用 • 分散 • 静電的反発力 • 粒子表面の電位による反発 凝集 分散

  3. 分散と凝集 考え方 • van der Waals力による相互作用 • 静電的反発力 Vtotal = VH + Vel VH : van der Waals力による相互作用エネルギー Vel : 静電的反発力による相互作用エネルギー

  4. 分散と凝集 考え方 Vtotal = VH + Vel VH : van der Waals力による相互作用エネルギー Vel : 静電的反発力による相互作用エネルギー Vtotalが正→粒子は分散 Vtotalが負→粒子は凝集

  5. 静電的反発力

  6. 静電的反発力 • 粒子表面は電荷を帯びている • 証拠：電気泳動など • これが静電的反発力の源ではないか • ここからスタートする

  7. 電位は遠ざかると下がる • Helmholtz理論 • Gouy-Chapman理論 • Stern理論

  8. Helmholtz理論

  9. Gouy-Chapman理論 拡散二重層

  10. Stern理論 直線で下がる Stern面 拡散二重層 Slip面

  11. 現実的にはどう考えるか • 実測できるのはζ電位 • ζ電位＝Stern電位と置ける • それなら、ζ電位＝Stern電位を表面電位と見なして考えよう • Stern理論ではなく、Gouy-Chapmanの拡散二重層理論を実社会では適用

  12. (1)

  13. (2)

  14. (3)

  15. (4)

  16. (5) (6)

  17. (7) (8) (9) (10) このκは、Debye-Huckelパラメータと呼ばれる。

  18. 次に平板電気二重層間の相互作用を考える 平板間の相互作用をまず考えよう

  19. (15) (16)

  20. (17)

  21. (18) (19)

  22. (20)

  23. (21)

  24. 次に球形粒子間の相互作用を考える 次に球形粒子間の相互作用を考えよう

  25. Derjaguin近似から球形粒子の相互作用力へ (22) (23)

  26. (24)

  27. (25) (26)

  28. (25) (26) (27) (28) (13)

  29. van der Waals相互作用 凝集の源 (29) (30)

  30. 全相互作用エネルギーは (31) (32) (33)

  31. 式の意味を考える 溶液条件によってどう変わるのか

  32. これを図に書いてみる

  33. 電気二重層による反発力 トータル van der Waals引力

  34. 電気二重層による反発力 トータル van der Waals引力

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