擴散雙電層

擴散雙電層是指當帶電的膠體顆粒分散在電解質溶液中時，由於靜電吸引，溶液中帶異號電荷的離子（反荷離子）向表面靠近，同時離子的熱運動又使其向遠離表面的方向擴散。溶液中帶同號電荷的離子（同荷離子）呈相反的運動趨勢。當靜電吸引與熱運動平衡時，在顆粒表面形成主要由反荷離子組成的擴散層。擴散層中反荷離子的數量隨與表面距離的增加而減小，同荷離子隨與表面距離的增加呈相反變化趨勢，呈擴散狀分布。膠體表面的帶電層稱為緊密層，緊密層與擴散層合稱為擴散雙電層。帶電固體與電解質溶解接觸時在其表面也可形成擴散雙電層。雙電層理論是膠體化學的基本理論，它經歷了一個不斷完善的過程。

從1853年亥姆霍茲提出的平行板雙電層模型，到古依和査普曼提出的由反荷離子組成的擴散層學說，這一理論得到很大的發展。斯特恩對古依和查普曼雙電層模型作了進一步修正。考慮到被吸附離子的大小對雙電層的影響，提出了斯特恩雙電層概念和模型。在該模型中，反荷離子與表面電荷之間由厚度為3的不帶電層分開，這個不帶電層稱為斯特恩層。在斯特恩層中，介質的介電常數低，電位隨距離增加呈直線下降。與斯特恩層連線的逐漸向本體溶液延伸的部分為擴散層。斯特恩層以外的反荷離子的電荷分布與古依擴散層中反荷離子的電荷分布相同，其電位隨距離增加呈指數關係下降。格雷厄姆將斯特恩層進一步區分為由未水合離子構成的內亥姆霍茲層和由水合離子構成的外亥姆霍茲層，使雙電層理論得到進一步完善。