Abstract

In studying ion-electrostatic interactions in systems of small particles in electrolyte solutions, the main task is to calculate the energy and forces of interaction that occur between the particles. This problem is closely related to the problem of finding the surface energy of double layers in the interaction of particles in such media. Starting with the works of B.V. Derjaguin, this problem is paid much attention, moreover, it is relevant up to the present time, especially when considering the interaction of small inorganic particles with biological cells or microorganisms. Interaction of diffuse double surface layers, appearing around the particles, is usually calculated based on the method of zones of B.V.Derjaguin. But using this approximation can lead to incorrect results. The solution of the Debye-Huckel equations for a system of spherical particles with arbitrary radii and surface charges or potentials, located in the electrolyte was constructed in the paper. A general theoretical method for calculating the interaction of the particles in such systems was developed. Practically important two-particle case was considered in detail. From the general relations in the zero approximation, analytical formulas for finding the energy of interaction between two spherical particles with constant charges or potentials were obtained. Known relations of the Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek theory follow from the formulas in the limiting cases.

Highlights

  • Граничные условия (3) отражают непрерывность потенциалов и нормальной компоненты вектора электрической индукции на поверхности частиц, и, в общем случае, плотности распределения поверхностных зарядов могут быть функциями поверхностных координат, т. е. σk = σk

  • N. An improvement on Derjaguin’s Expression at Small potentials for the Double Layer Interactions Energy of Two Spherical Colloidal Particles [Text] / L

Read more

Summary

Введение

Основной задачей при изучении ион-электростатического взаимодействия в системах малых частиц в растворах электролитов является расчет энергии и сил взаимодействия, которые возникают между частицами. Этой проблеме уделяется большое внимание исследователей и она тесно связана с задачей нахождения поверхностной энергии двойных слоев при взаимодействии частиц в таких средах. В. Дерягина [1] этой проблеме уделяется большое внимание [2, 3, 5], Детальный обзор разных методов расчета ион-электростатического взаимодействия между частицами можно найти в [6, 7]. Поэтому исследование ион-электростатического взаимодействия между частицами является актуальным и в нашей работе рассматривается практически важный случай для двух сферических частиц. При изучении ион-электростатического взаимодействия в системах малых частиц в растворах электролитов основной задачей является расчет энергии и сил взаимодействия, которые возникают между частицами. Эта задача тесно связана с задачей нахождения поверхностной энергии двойных слоев при взаимо-

Цель и задачи исследования
Решение для системы n-сфер
Нулевое приближение для двух сфер
Численные результаты для двух одинаковых шаров с постоянными зарядами

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.