The effect of ion size on the mean force between a pair of isolated charged
particles in an electrolyte solution is investigated using Monte Carlo simulations
within the framework of the primitive model where both colloidal
particles and small ions are represented by charged hard spheres and the
solvent is treated as a dielectric continuum. It is found that the short-ranged
attraction between like-charged macroions diminishes as the diameter of
the intermediating divalent counterions and coions increases and the maximum
attractive force is approximately a linear function of the counterion diameter.
This size effect contradicts the prediction of the Asakura-Oosawa
theory suggesting that an increase in the excluded volume of small ions
would lead to a stronger depletion between colloidal particles. Interestingly,
the simulation results indicate that both the hard-sphere collision and
the electrostatic contributions to the mean force are insensitive to the size
disparity of colloidal particles with the same average diameter.
Вплив розмірів іонів на потенціал середньої сили між парою
ізольованих заряджених частинок досліджується за допомогою
Монте Карло симуляцій в рамках примітивної моделі, в якій як
колоїдні частинки, так і малі іони є представлені зарядженими
твердими сферами, а розчинник трактується як неперервне діелектричне середовище. Показано, що короткодіюче притягання між
однаково зарядженими макроіонами зменшується, якщо діаметр
двовалентних контраіонів та коіонів збільшується, а максимальна
сила притягання є приблизно лінійною функцією діаметру контраіонів. Такий вплив розмірів протирічить передбаченням теорії
Асакури-Оосави, які вказують на те, що збільшення виключеного
об’єму малих іонів веде до сильнішого притягання між колоїдними
частинками. Відмічено, що комп’ютерні результати показують, що як
твердосферні зіткнення, так і вклади електростатичних взаємодій
до потенціалу середньої сили є нечутливими до відмінностей у
розмірах колоїдних частинок, якщо середній розмір є однаковим.
