Investigación

 

Electrostatic interaction of oppositely charged double layers

 

A. Flores–Amado, M. Hernández–Contreras

 

Departamento de Ciencias Basicas, Escuela de Tecnologías de Información y Electrónica, ITESM, Vía atlixcayotl 2301, Reserva Territorial Atlixcayotl 72800, Puebla, Puebla México.

Departamento de Física, Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Apartado Postal 14–740, México D.F., México.

 

Recibido el 11 de febrero de 2011
Aceptado el 12 de mayo de 2011

 

Abstract

We determined with anisotropic hypernetted chain theory the effective pressure and counterion excess of two oppositely charged surfaces immersed in an electrolyte solution. These thermodynamic properties are enhanced in surfaces with evenly smeared surface charges with respect to those containing confined mobile charges. For low surface charges and moderate reservoir salt concentration ions are expelled from the slit between the planes. Depletion arises from ionic charge positional correlations. Its effect was determined through the number of excess of counterions which displays a negative value in the range of low surface charge density. However, a Poisson–Boltzmann calculation lead to positive definite counterion's excess due to its lack of ionic correlations.

Keywords: Electrolyte; double layers; liquid theory; primitive model; colloids.

 

Resumen

Determinamos con la teoría cadena hipertejida anisotrópica la presión efectiva y el exceso de contraiónes de dos superficies con cargas opuestas inmersas en un electrolito. Estas propiedades termodinámicas se incrementan en superficies con una distribución de carga uniforme que con respecto a aquellas que contienen cargas confinadas discretas y móbiles. Para baja densidades superficiales de carga, y concentraciones moderadas de sal en bulto, los iones son expelidos del espacio entre los planos. La reducción de iones se origina por la correlación posicional entre las cargas. Y su efecto fue determinado con el numero de contraiónes por exceso el cual adquiere valores negativos para bajas densidades de carga superficial. Sin embargo la determinación del exceso de contraiónes con la ecuación de Poisson–Boltzmann conduce a valores positivos debido a que ignora las correlaciones iónicas.

Descriptores: Electrolito; dobles capa; teoría de líquido; modelo primitivo; coloides.

 

PACS: 61.20.Qg; 82.70.Dd; 68.37.–d; 68.15.+e

 

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Acknowledgments

This work was supported by CONACyT Grant # 48794–F, Mexico.

 

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