4.2.3. Определение константы диссоциации поверхностных ионных групп методом измерения электрокинетического потенциала

При наличии на поверхности одного типа групп, например, карбоксильных, допуская, что поверхностный потенциал определяется именно диссоциацией этих групп, и полагая, что поверхностный потенциал можно отождествлять с потенциалом в плоскости скольжения двойного ионного слоя, и, наконец, полагая, что концентрация может быть использована в расчетах вместо активностей, можно рассчитать константу диссоциации поверхностных групп по результатам измерения электрокинетического потенциала. Действительно, по предложению Оттевила константу равновесия диссоциации поверхностных групп можно выразить, как

, (1.4.34)

где – равновесная концентрация ионов Н+ в плоскости скольжения; ,– концентрация ионизированных и неионизированных групп в поверхностном слое.

Предполагается, что распределение ионов Н+ можно описать уравнением Больцмана

, (1.4.35)

где [H+] - концентрация ионов водорода в объеме, F– число Фарадея.

Тогда

. (1.4.36)

При достаточно высоких концентрациях электролитов величина z-потенциала невелика, и тогда можно ввести замену

, (1.4.37)

где z0 – потенциал при полной ионизации групп на поверхности, определяемый как максимальное значение, достигаемое зависимостью z = f(pH).

При z = z0/2 , тогда

. (1.4.38)

Экспериментальные данные для разных карбоксилсодержащих и полистирольных диализованных латексов хорошо описываются единой зависимостью, которая при экстраполяции к z0 =0 дает величину pKs = 4,64, близкую к значению pK= 4,6, найденному методом титрования.