Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №2.

ДЭС, поверхность сорбента в контакте с раствором электролита рассматривают аналогично поверхности электрода в контакте с раствором в электрохимии и применяют соответствующее понятие о потенциалопределяющих ионах. Для оксигидратов такими ионами являются Н+ (Н 3 0 +) и ОН". Распределение этих ионов между твердой фазой и раствором создает поверхностный заряд сорбента и разность потенциалов в ДЭС. В случае порошкообразных оксигидратов или гелей разность потенциалов измерить, по-видимому, невозможно, но легко определить экспериментально поверхностный заряд (методом потенциометрического титрования). Чтобы отличить специфическую сорбцию ионов (не кулоновскую) от неспецифической, пользуются представлением о точке нулевого заряда (ТНЗ), которое отделилось от понятия изоэлектрической точки (ИЭТ) только в 1970 г. [16, 17]. Нулевым раствором в электрохимии называют раствор, в равновесии с которым данный электрод имеет нулевой потенциал. Авторы работ по адсорбции [12-17] подразумевают под рНТНз pH нулевого раствора. Величины рНТНз в настоящее время входят в число характеристик сорбента, обязательно приводимых во всех работах мирового уровня по сорбции (наряду с величиной удельной поверхности). Доказано, что при отсутствии специфической сорбции ионов электролита рНщз не зависит от его концентрации, а при наличии - зависит. Кривые зависимости заряда от pH пересекаются в точке, которая и является рНщз (рис. 5.) Влияние кристаллической структуры на поверхностный заряд, рНщз и рНиэт очень велико, поэтому очень важен способ и условия получения образца. В зависимости от этих факторов величины рНщз для образца одного и того же химического состава могут различаться до 2-3 ед. Строго специфически сорбируются только очень малые количества ионов. При концентрации электролита около 0.001 моль/л все адсорбционные центры уже заняты. Изотермы сорбции специфически сорбируемых ионов не ленгмюровские, а «высокого сродства» [18], которые, однако, описываются уравнением Ленгмюра. Специфически сорбируются двух- и трехзарядные катионы и анионы, катион лития и фторид-ион, неспецифически - остальные однозарядные катионы и анионы. В растворах неспецифически сорбируемых электролитов рНщз = рНиэт- Считают, что специфическая сорбция происходит на центрах -ОН, -ОН 2 и ОН2+ и связана с перераспределением протонов. рНтнз является характеристикой, которая делает условно эквивалентными в отношении основности самые различные вещества и позволяет сравнивать их кислотно-основные свойства. Рис. 5. Зависимость поверхностного заряда рж & Сорбция Н О и ОН на Y О *пН О в амагнетита Fe О от pH раствора. Электролит 3 2 з 2 3 4 растворе KNO . С (KNO) моль/л: 1 -1.0; 2 - 0.1; KNO , моль л; 1-1 .0; 2 -0 .1 ; 3-0 .01 г г з ' / 3 3 -0 .0 1 (25°С); q - заряд; pH pH суспензии ^Кл'СМ 2 -60 Координационно-химическая теория адсорбции на оксидной поверхности основана на предположении, что на этой поверхности в контакте с водяными парами или жидкой водой диссоциативно сорбируются молекулы воды, в результате чего поверхность покрывается слоем гидроксильных групп: 2-10 ОН/нм2[14, 19]. Эти ОН-группы участвуют в протолитических 70