Коэффициент подвижности ионов в растворах

Ионообменная хроматография — сорбционный динамический метод разделения смесей ионов на сорбентах, называемых ионо-обменниками. При пропускании анализируемого раствора электролита через ионообменник в результате гетерогенной химической реакции происходит обратимый стехиометрический эквивалентный обмен ионов раствора на ионы того же знака, входящие в состав ионообменника. Ионообменный цикл состоит из стадии поглощения ионов (сорбции) ионообменником (неподвижной фазой) и стадии извлечения ионов (десорбции) из ионообменника раствором, который проходит через сорбент (подвижная фаза или элюент). Разделение ионов обусловлено их различным сродством к ионообменнику и происходит за счет различия скоростей перемещения компонентов по колонке в соответствии с их значениями коэффициентов распределения. [c.223]

Для водных и органических растворителей на температурную зависимость электропроводности влияют вязкость, диэлектрическая проницаемость, степень диссоциации и подвижности ионов. Для водных растворов степень диссоциации для большинства электролитов уменьшается с ростом температуры, уменьшается вязкость растворов и возрастает подвижность ионов. Для органических растворителей температурный коэффициент электропроводности положителен. Изме- [c.281]

T. e. произведение подвижности (a следовательно, и электропроводности) на коэффициент вязкости является величиной постоянной и, следовательно, температурный коэффициент подвижности должен быть равен величине, обратной температурному коэффициенту вязкости. Действительно, температурный коэффициент подвижности большинства ионов в водных растворах равен 2,3—2,5%, в то время как величина, обратная температурному коэффициенту вязкости воды, равна 2,43%. [c.438]

Изучение растворов ионных фторидов ограничивалось немногими соединениями, например, такими, как легко растворимые фториды щелочных металлов. Подробно были изучены водные растворы фтористого водорода и фторидов, а также ряда других соединений в безводном фтористом водороде соответствующие данные подробно рассмотрены ниже. Подвижность иона фтора при бесконечном разбавлении (м д-) равна 46,6 [103] температурный коэффициент подвижности иона составляет 0,0238 [101]. Подвижность при бесконечном разведении в метиловом спирте при 25° равна 40,2, а в воде при этой же температуре 54,4 [76]. [c.15]

Способность растворов электролитов проводить электрический ток зависит от подвижности ионов. Изучение этого явления позволяет получить информацию о многих важных свойствах раствора (о величинах степени диссоциации и константы диссоциации слабых электролитов, активности и коэффициента активности сильных электролитов) и определить изотонический коэффициент. Различия в подвижностях ионов используются для контроля за протеканием различных процессов. [c.181]

У растворов электролитов диффузия проходит скорее, так как размеры ионов меньше, чем недиссоциированных молекул [93]. Рассуждения о расположении электростатических сил приводят к заключению, что, несмотря на разную подвижность ионов, диффузия их проходит с одинаковой скоростью, так что раствор остается электрически нейтральным. Нернст [77] предложил формулу для расчета коэффициента диффузии для сильно разбавленных растворов электролитов [c.48]

Контакт двух фаз на идеальной модели происходит по геометрической плоскости. По Варду и Бруксу [112], существует очень тонкий (толщиной в несколько ангстремов) слой, который является переходной областью между двумя фазами. На обеих сторонах этого слоя имеется некоторый конечный перепад между концентрацией растворенного вещества в одной фазе и равновесной концентрацией в другой. Учитывая возможную величину этого перепада и толщину слоя, Вард и Брукс приняли допущение, что в этом слое коэффициент диффузии О гораздо меньше, чем в основной массе жидкости. Таким образом, прохождение молекул через этот слой связано с преодолением дополнительных сопротивлений. Дэвис [22] также сообщает, что в диссоциированных растворах подвижность ионов на поверхности стыка значительно меньше (в 10 раз), чем в основной массе жидкости. [c.52]

Влияние растворителя учитывается введением диэлектрической проницаемости Ер. Предполагается, что в растворе электролита вследствие электростатического взаимодействия между ионами (притяжение между разноименными и отталкивания между одноименными) вокруг каждого иона образуется в среднем по времени сгущение ионов противоположного знака. Такие сгущения образуют так называемые ионные атмосферы противоположного данному иону знака и, следовательно, в принципе межионное взаимодействие можно свести к взаимодействию между ионными атмосферами. Ионная атмосфера характеризуется зарядом, величина которого быстро убывает с ростом расстояния от центра. Заряд ионной атмосферы тем больше, чем больше общая концентрация ионов в растворе. При наложении электрического тока катионы и анионы двигаются в соответствующих направлениях вместе со своими атмосферами, которые в своем движении запаздывают за движением ионов и тем самым тормозят его. Кроме того, ионы испытывают тормозящее воздействие за счет притяжения между ионными атмосферами противоположных знаков. Эти тормозящие воздействия уменьшают подвижность ионов и, следовательно, уменьшают эквивалентную электрическую проводимость, что особенно заметно при увеличении концентрации. Указанные явления представляют собой физические причины существования коэффициента электрической проводимости [c.389]

При допущении, что подвижность ионов слабого электролита не зависит от концентрации, следует учесть влияние степени диссоциации, которая увеличивается при разбавлении раствора. У сильных электролитов, которые можно считать всегда диссоциированными нацело, при разбавлении увеличиваются расстояния между ионами, уменьщаются силы взаимодействия и взаимное торможение ионов, отражаемые коэффициентом электрической проводимости /х- С ростом разбавления раствора и степень диссоциации слабого электролита, и коэффициент электрической проводимости сильного электролита возрастают до единицы при бесконечном разбавлении, что приводит к увеличению молярной (и эквивалентной) электрической проводимости до величины Х.°, хотя и вследствие различных причин [уравнения (11.34) и (11.35)]. Этим закономерностям отвечает характер кривых Я, изображенных на рис. 11.2. [c.221]

Измерения на вращающемся дисковом электроде позволяют по предельному диффузионному току рассчитать коэффициенты диффузии отдельных ионов или молекул. Надежность этого метода была проверена измерением коэффициентов диффузии ионов в растворах различной концентрации. Последующая экстраполяция позволила получить величины О для бесконечно разбавленных растворов, которые можно независимым методом рассчитать из предельных подвижностей ионов [см. уравнение (30.10)]. Величины О совпали с точностью 1%. Таким образом, метод вращающегося дискового электрода является одним из наиболее точных методов определения коэффициентов диффузии. [c.171]

Подвижности некоторых родственных ионов при бесконечном разбавлении (табл. 11.6) можно связать с коэффициентом трения иона f [уравнение (11.1)]. Если к раствору электролита приложено электрическое поле, то ион ускоряется до тех пор, пока не достигнет скорости V, при которой произведение коэффициента трения / и скорости V равно силе, действующей на заряд иона со стороны поля. Таким образом, [c.353]

Вычисление коэффициентов активности отдельных ионов можно было бы произвести по коэффициенту активности соли, если известен коэффициент активности второго иона. Для расчета обычно принимают, что коэффициенты активности ионов С1- и К+, обладающих примерно одинаковой подвижностью, равны (для т = 0,01 Yк+= Ус1 = 0,922). Тогда, предполагая, что коэффициент активности отдельного иона зависит лишь от ионной силы раствора, можно, переходя от одного электролита к другому (с общим ионом), вычислить коэффициенты активности отдельных ионов. Такой расчет в силу некоторой произвольности исходных [c.375]

При = 1 В/см скорость движения катионов у+ равна /+, а скорость движения анионов —(/ . Коэффициенты и являются величинами, характерными для каждого вида ионов, и называются подвижностями. Величины подвижностей ионов зависят от сопротивления, которое испытывают ионы при своем движении в растворе чем меньше сопротивление, тем больше подвижность. Сопротивление же увеличивается с увеличением размеров сольватированного (гидратированного) иона, электростатического взаимодействия между ионами и вязкостью раствора. [c.269]

Из приведенных в таблице данных можно усмотреть несколько закономерностей. Во-первых, ионная электропроводность растет в пределах одной группы периодической системы элементов с ростом атомного номера, как это видно из данных для катионов щелочных металлов. Это, казалось бы, находится в противоречии с формулой (8.9), согласно которой подвижность обратно пропорциональна величине коэффициента поступательного трения иона, который, в свою очередь, в соответствии с законом Стокса растет с ростом размера иона. Сравнение расположенных в одном периоде и имеющих приблизительно одинаковый размер ионов Na , Mg и АР+ показывает, что практически не наблюдается роста ионной электропроводности, а тем самым и подвижности с увеличением заряда иона, опять-таки в кажущемся противоречии с формулой (8.9). Оба эти факта объясняются, тем, что в электрическом поле в растворах электролитов перемещается не свободный ион, а ион с плотно связанной с ним сольватной оболочкой. В силу меньшего размера ион сильнее притягивает диполи воды и в итоге имеет большую сольватную оболочку, чем ион N3 , а последний, в свою очередь, имеет большую сольватную оболочку, чем ион калия. Этим же объясняется малое отличие в подвижности ионов Ма" , Mg и С увеличением заряда, естественно, резко [c.127]

Коэффициент диффузии О определяется первым законом Фика (разд. 9.11). Коэффициенты диффузии растворенных веществ с небольшим молекулярным весом в водных растворах при 25° С имеют порядок 10 м /с. Экспериментальные методы определения коэффициентов диффузии в разбавленных водных растворах обсуждаются в разд. 11.10. Коэффициенты диффузии ионов можно рассчитать из их подвижностей (разд. 11.11). [c.314]

Ионы в растворе находятся в состоянии хаотического теплового движения, пока на них не действует сила электрического поля. Под влиянием поля ионы приобретают направленное движение, скорость которого пропорциональна градиенту потенциала (катионы движутся к катоду, анионы — к аноду) Унапр = и-I7//. Коэффициент пропорциональности и называют электрической подвижностью иона она равна скорости движения иона при единичном, градиенте потенциала. [c.183]

Подвижность ионов в растворах сильных электролитов,характеризуется коэффициентом электропроводности ([э), который определяется [c.53]

Т — абсолютная температура, Р — число Фарадея, <21 и аг —средние активности ионов в растворе, — средний коэффициент активности ионов в фазе мембраны, и и — подвижность катиона и аниона в фазе мембраны, А — константа селективности или концентрация фиксированных ионов в фазе мембраны. [c.150]

Температурный коэффициент подвижности l/ 29i ( UIAT) оказывается довольно большим ( 0,02) при нагревании раствора на 1 °С подвижность, а следовательно, и электропроводность возрастают примерно на 2%, что приводит к необходимости применять термостаты для точного измерения э-тектропроводности. Наибольший температурный коэффициент характерен для ионов с относительно малой подвижностью и наоборот. Наличие положительного температурного коэффициента подвижности ионов, по-видимому, объясняется уменьшением вязкости с температурой. [c.410]

Интересный подход к проблеме связывания растворителя и процессу обмена между блоком жидкости и сольватной оболочкой был предложен Самойловым [71, 72]. Обозначим т среднее время контакта между двумя молекулами растворителя в блоке жидкости и т — то ж время вблизи иона. Отношение тг/т = ехр (АЕШТ), где Л — раз ность соответствующих энергий, необходимая для удаления молекуль растворителя на расстояние Аг от иона или удаления двух молеку растворителя на то же расстояние друг от друга. При таком крити ческом расстоянии молекулы могут свободно переходить из одногс окружения в другое. Расчеты АЕ были выполнены [71] с учетом коэф фициента самодиффузии растворителя и температурного коэффициент подвижности ионов. Для различных ионов в водных растворах был1 получены следующие величины А [c.244]

Излагая тему электроцроводности растворов, следует уделить как можно больше внимания современным воззрениям на теорию сильных электролитов. Слушатели должны четко усвоить и широко применять на практике в будущем такие понятия, как активность ионов, коэффициент активности, ионная сила раствора, подвижность ионов и т. п. Особо следует подчеркнуть, что по современным воззрениям в более концентрированных растворах электролитов между заряженными ионами возникает взаимодействие не только электростатического, но и химического порядка, что приводит к возникновению так называемых ионных двойников и тройников, а также незаряженных ассоциированных соединений. В частности, все эти явления служат причиной особенности поведения [c.56]

Задание. Установите связь величины х и подвижностей ионов и и . Для этого рассчитайте плотность тока и найдите х, пользуясь дифференциальной формой закона Ома (см. ]тавнеиие (11.24)1. Определите количество зарядов дЪ и < Б) каждого знака в 1 см раствора с помощью коэффициентов г. . и V-, концентрации раствора, степени диссоциации а и зарядов ионов. Учтите, что произведение элементарного заряда е на постоянную Авогадро Д/д равно постоянной Фарадея eN/ =F. [c.217]

Из уравнения (П1.84) можно получить выражение для коэффициента активности подвижных ионов в растворе полиэлектролита. Так как кТ п 1=пр д0 п1дп.1), то [c.52]

Ина ге говоря, не изменяющееся во времени распределение данного сорта ионов в растворе не обязательно соответствует gradji, = 0 и grad ф=0, а может быть результатом взаимной компенсации градиентов химического и электрического потенциалов. Это позволяет установить связь между Электрической подвижностью иона и,- и коэффициентом диффузии Di. Из уравнений (IV.5) и (IV.9) при [c.62]

Полученные на основании измерений величины X или а при разных концентрациях константы К несколько изменяются. Непостоянство констант является результатом того, что уравнение Оствальда не учитывает коэффициентов активности, а ими можно пренебречь только для очень разбавленных растворов. Кроме того, истинное значение величины а определяется отношением экспериментально наблюдаемой электропроводности к электропроводности полностью диссоциированного электролита при той концентрации, при которой измерена электропроводность. Для того чтобы определить величину а, нужно найти величину Vohob при данной концентрации по уравнению Кольрауша a q ob = — В /1. Эта поправка возникает в связи с изменением подвижности ионов при изменении ионной силы. [c.125]

Исследования самодиффузии молекул воды и ионов в растворах солей показали, что находящиеся в растворе ионы не только гидратируются, но и изменяют структуру окружающих их молекул воды. Оказалось, что коэффициент самодиффузии водй в растворах солей выше, чем в чистой воде. Это является следствием того, что ион, образуя гидратную оболочку, разрушает структуру ближайших слоев воды. Происходит, с одной стороны, как бы замораживание молекул воды в гидратной оболочке, а с другой стороны, как бы плавление близлежащих слоев воды. Исследования показали, что у ионов с малыми радиусами, например у ионов Li , структура воды в гидратной оболочке более упорядочена, чем в свободной воде, и они в меньшей степени изменяют структуру близленгащих слоев воды наоборот, большие ионы, как ион Gs" , в меньшей степени изменяют структуру воды в гидратной оболочке, но зато в сильной степени изменяют структуру воды в прилегающих к гидратированному иону слоях. Благодаря нарушению структуры, плавлению воды вокруг иона ее вязкость падает, в результате чего подвижность иона Gs" становится больше подвижности иона Li , и са-модиффузия воды в растворах солей цезия больше, чем в растворах солей лития. [c.148]

Первый случай соответствует связыванию близлежащих молекул воды во втором случае молекулы воды вокруг иона становятся более подвин ными. Последнее явление и названо Самойловым отрицательной гидратацией. Он считает, что представления об обмене в гидратной оболочке не противоречат тому факту, что гидратация ионов всегда сопровождается выделением большого количества энергии. По его мнению, большой эффект соответствует дальнейшей гидратации иона, хотя, как будет показано ниже, почти 70% энергии выделяется при гидратации за счет ион-дипольного взаимодействия. Самойлов считает, что установление отрицательной гидратации приводит к пебходимости отказаться от представлений о связывании молекул воды ионами. Он подчеркивает, что обмен молекул воды зависит не от полной гидратации, составляющей десятки килокалорий на моль воды, и полной энергии взаимодействия молекул воды со, также имеющей порядок (10 ккал/моль) 4186 10 Дж/моль, а изменения энергии на малых расстояниях Акя Аса, имеющих порядок (1 ккал/моль) 418 10 Дж/моль. За счет более быстрого падения энергии взаимодействия молекул при Я > со может иметь место соотношение Ак < Ао). Основываясь на развитых представлениях, Самойлов объясняет увеличение активности воды в растворах солей, ионы которых имеют отрицательную гидратацию, и рассматривает связь подвижности ионов с коэффициентами самодиффузии. [c.151]

Вычислить э. д. с. концентрационного элемента, включающего два цинковых электрода в 0,1 и 0,005 моль-л- растворах ZnS04. Учесть диффузионный потенциал на границе соприкасающихся растворов. Средний коэффициент активности раствора концентрации 0,1 моль-л- равен 0,150 [9]. Принять, что подвижности ионов цинка и сульфата равны соответственно 47,0 и 70,0 и что для раствора концентрации 0,005 моль-л- справедлив предельный закон Дебая — Гюккеля. Температура [c.54]

После хроматографирования на бумаге анализируемого раствора, содержащего смесь двух анионов X и Y, с применением в качестве ПФ смеси пиридина и воды (90 10 по объему) и в качестве стандарта — раствора, содержащего бромид-ионы ВГ, получено Л/ВГ) = 0,47. Л/Х ) = 0,21, Л/Y ) = 0,70. В тех же условиях для свидетелей хлорвд-ионов СГ и иодид-ионов Г навдены относительные коэффициенты подвижности (СГ) = 0,49 и / (l ) = 1,51. [c.287]

Скорость реакции ионного обмена исследована по объему ионов в системе ионит-раствор для различного времени контакта до установления равновесия. Исследованием установлено, что лимитирующей стадией процесса ионообмеяа является внутренняя диффузия. Сред-1 ее значение коэффициентов диффузии в системах ионит-раствор оказалось при = 2,2.10" и =1,1.10 см /с. Установлено, что коэффициент диффузии ионов водорода в два раза В1гле чем у ионов калия. Повышенное значение коэффициента диффузии ионов водорода объясняется тем, что подвижность ионов водорода в 6-8 раз выше, чем у ионов калия. [c.153]