Электрический разряд, ионы

Газоразрядная плазма образуется при электрических разрядах в газовой среде. Она характеризуется отсутствием химического равновесия между нейтральными частицами и продуктами их ионизации, а также отсутствием максвелловского распределения частиц по величинам скоростей. Этот вид плазмы устойчив только при наличии внешнего электрического поля, создающего электрический ток в газе. В газоразрядной плазме температура электронов значительно превышает температуру ионов Т , а в термической плазме = Г,,. [c.247]

Координационные числа выше 4 для углерода нехарактерны, так как его атом пе имеет -орбиталей в валентном слое. В некоторых карбидах у атома С к. ч. = 6. Образование ионов метония СНз (при действии электрического разряда на СН4) можно объяснить с иомощью метода молекулярных орбиталей — три протона связаны с углеродом двухцентровыми связями, а два — трехцентровыми. [c.353]

Основные уравнении теории замедленного разряда получены из соотношения Бренстеда — Поляни — Семенова (соотношения БПС), согласно которому изменение энергии активации в ряду подобных химических реакций составляет некоторую долю а от изменения теплового эффекта. Все закономерности стадии разряда — ионизации, вытекающие из соотношения БПС и основных положений теории двойного электрического слоя, подтверждаются экспериментальными данными. Естественно, возникает необходимость дать физическое обоснование соотношению БПС в специфических условиях протекания электрохимических реакций. Первое такое обоснование, которое можно рассматривать в качестве теории элементарного акта разряда, было предложено Ю. Гориути и М. Поляни. Основное положение теории Гориути — Поляни заключается в том, что энергия активации стадии разряда — ионизации обусловлена растяжением химических связей в молекулах или ионах реагирующих веществ. Гориути и Поляни развили свою теорию на примере реакции разряда ионов водорода Н3О+ + -Ье - -Нзд +НаО. Элементарный акт этой реакции состоит в том, что ОДИН ИЗ протонов иона гидроксония переходит на поверхность электрода и, соединяясь с электроном, дает адсорбированный атом водорода. [c.276]

Радиационно-химические газофазные процессы. Действие ионизирующих излучений на газы приводит к таким процессам, как ионизация, образование отрицательного иона, перезарядка частиц, мономолекулярные превращения первичных ионов, бимолекулярные ион-мо-лекулярные реакции и нейтрализация ионов [17]. Подобные же элементарные процессы могут протекать и под воздействием электрического разряда, коротковолнового ультрафиолетового излучения и др. Однако радиационное воздействие имеет особенности, позволяющие создать промышленные технологические процессы. [c.182]

Из схемы, приведенной на рис. 2, следует, что истинная электрохимическая система представляет собой цепь из последовательно включенных проводников первого и второго рода. С этой точки зрения электрический разряд в газах не может быть назван чисто электрохимическим процессом, так как газы в таких условиях обладают смешанной электронно-ионной проводимостью, и многие фундаментальные законы электрохимии к ним неприменимы. [c.14]

Причем соотношение между положительными и отрицательными частицами сохраняется. Большие заряды возникают вследствие повышенной ионизации воздуха при высокой температуре горения, а в случае дуги — за счет образующихся при электрическом разряде ионов. [c.94]

При разряде ионов водорода первая стадия также заключается в их транспортировке к поверхности раздела электрод — электролит (рис. 14.4, а). После вхождения в двойной электрический слой ион [c.293]

Как ранее было указано, электрохимическая реакция присоединения электрона к иону водорода требует некоторой энергии активации, т. е. для того, чтобы процесс разряда ионов водорода шел на электроде с определенной скоростью, необходимо сообщить ему некоторый избыточный (против равновесного) потенциал, который определяется величиной перенапряжения водорода. Потенциал разряда водородных ионов с определенной скоростью к равен сумме равновесного потенциала водородного электрода и величины перенапряжения водорода, обозначаемой г]. Под величиной перенапряжения водорода понимают сдвиг потенциала катода при данной плотности тока 1п в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом водородного электрода в том же растворе, в тех же условиях, но при отсутствии тока в системе. Поэтому расход электрической энергии на получение водорода электролизом больше, чем это определяется термодинамическими подсчетами. [c.42]

Второй пример образования двойного электрического слоя относится к системам, в которых заряды не могут свободно переходить через границу между электродом и раствором. Электроды в таких системах называются идеально поляризуемыми электродами. В отличие от идеально поляризуемых электроды в системах, рассмотренных в первом примере, называются неполяризуемыми электродами. Простейший пример электрода, приближающегося по своим свойствам к идеально поляризуемому,— это ртутный электрод в водном растворе фторида натрия. При помощи внешнего источника тока можно изменять потенциал этого электрода и с очень хорошим приближением полагать, что весь ток идет на изменение заряда поверхности ртути. Лишь при больших анодных потенциалах будет наблюдаться растворение ртути, а при больших катодных — разряд ионов Ыа+ с образованием амальгамы натрия. В интервале между этими крайними потенциалами, который составляет около 2 В, плотность заряда ртутного электрода принимает различные — сначала положительные, а затем отрицательные — значения. В частности, при некотором потенциале =0. [c.27]

Реакции с участием ионов протекают главным образом в водных растворах или в растворах других полярных растворителей. Скорость этих реакций обычно зависит от природы растворителя, и они часто катализируются основаниями или кислотами. Ионные реакции могут проходить и в газовой фазе, но только в особых энергетических условиях (высокие температуры, электрические разряды или рентгеновское облучение). [c.37]

Выход по энергии характеризует эффективность использования электрической энергии при электролизе, то есть долю ее, непосредственно затрачиваемую на реакции разряда ионов. Из ф-лы 21.13 следует, что выход по энергии падает при уменьшении выхода по току и возрастании разницы между практическим и теоретическим напряжением электролиза. Основные потери энергии при электролизе связаны с тепловыми процессами (нагрев и поддержание высокой температуры электролита). Поэтому, выход по энергии составляет для растворов около 0,6 дол. ед., а для расплавов не более 0,2—0,3 дол. ед. [c.336]

При прохождении постоянного электрического тока через водный раствор хлорида натрия на железном катоде разряжаются ионы гидроксония Н3О+, потенциал разряда которых в насыщенном растворе хлорида натрия, даже при учете перенапряжения, составляет 4-1,1 В, тогда как потенциал разряда ионов натрия равен -Ь2,71В. [c.338]

Газоразрядная плазма образуется при электрическом разряде и поэтому устойчива только при наличии электрического поля. Как только прекращается действие внешнего поля, газоразрядная плазма вследствие образования нейтральных атомов из ионов и электронов исчезает в течение 10 —10 с. [c.12]

Кроме того, кавитационно-электрохимическая теория, как и теория локализованных в полостях высоких температур, -значительно расширила возможности объяснения ряда явлений ультразвуковой химии. Согласно этим -теориям, в -условиях электрического разряда или высоких температур вода диссоциирует на ионы Н и ОН. [c.19]

Скорость протекания всего процесса в целом контролируется стадией, сопровождающейся наибольшими торможениями. Причинами торможения могут быть замедленная доставка разряжающихся ионов к катоду — концентрационное перенапряжение (1-я стадия) замедленный разряд ионов, который обусловлен медленным переносом заряда через двойной электрический слой и связанным с этим изменением физико-химического и энергетического состояния ионов (дегидратация, десольватация, распад комплексных ионов и др.) — электрохимическое перенапряжение (2-я стадия) трудности, связанные с построением кристаллической решетки замедленная диффузия ад-атомов (ад-ионов) по поверхности катода к местам роста кристаллов, задержка при вхождении атомов в кристаллическую решетку или при образовании двух- или трехмерных кристаллических зародышей, т. е. то, что характеризует так называемое кристаллизационное перенапряжение (3-я стадия). Величина последнего сравнительно невелика и зависит от природы металла и от состояния поверхности катода, которое в ходе электролиза меняется в результате адсорбции посторонних ионов, молекул и органических веществ. [c.335]

Наряду с указанными объяснениями механизма действия поверхностно-активных веществ высказано [7, 12] также предположение о влиянии адсорбированного вещества на скорость разряда иона. Торможение или ускорение разряда ионов металла поверхностно-активными веществами может быть обусловлено влиянием адсорбированного вещества на распределение потенциала на границе фаз. При этом изменяются как концентрация разряжающихся ионов в плотной части двойного электрического слоя, так и энергия активации самого акта разряда ионов. [c.347]

В обычных условиях гелий химически инертен, но при сильном возбуждении атомов он может образовывать молекулярные ионы. Так, при электрическом разряде возникают ионизированные двухатомные молекулы Нб2+f(af )-( Tf= P)i]. В обычных условиях (вне электрического разряда) эти ионы неустойчивы захватывая недостающий электрон, они распадаются на два нейтральных атома. Возможно также образование ионизированных молекул НеН+[(о )-]. [c.609]

При рассмотрении электролиза водных растворов нельзя упускать из виду, что, кроме ионов электролита, во всяком водном растворе имеются еще ионы, являющиеся продуктами диссоциации воды — Н" " и ОН . В электрическом поле ионы водорода перемещаются к катоду, а ионы ОН — к аноду. Таким образом, у катода могут разряжаться как катионы электролита, так и катионы водорода. Аналогично у анода может происходить разряд как анионов электролита, так и гидроксид-ионов. Кроме того, молекулы воды также могут подвергаться электрохимическому окислению или восстановлению. [c.282]

Для электрохимических измерений с очень низкими плотностями тока имеются два препятствия. Во-первых, необходимость тш,атель-ной очистки растворов, чтобы ток, связанный с разрядом примесей, был бы значительно меньше тока исследуемой реакции. Во-вторых, процесс заряжения двойного электрического слоя. Так, например, чтобы изменить потенциал электрода на 1 мВ при емкости двойного слоя 0,2 Ф/м , потребуется пропускать ток плотностью 7-10 А/м (равный 0 для разряда ионов на ртути) в течение промежутка [c.240]

Обычные электрохимические методы изучения двойного слоя не позволяют однозначно выделить из экспериментально определяемого полного заряда д свободный заряд поверхности электрода. Именно поэтому принятая в настоящее время модель двойного электрического слоя исходит из допущения, что на электродах типа ртути, свинца и висмута д=дсв- С другой стороны, на электродах из металлов платиновой группы процессы частичного или даже полного разряда ионов при их адсорбции нельзя не учитывать. Перенос заряда доказывают данные по кинетике адсорбции и обмена ионов. Так. например, адсорбционное равновесие в растворах неорганических солей на платиновом электроде устанавливается за время от нескольких минут [c.197]

Растворению платины предшествует стадия разряда ионов С1 с образованием комплекса Р1—С1, связь платины с решеткой металла ослабляется, что и создает условия для растворения. Для объяснения экспоненциальной зависимости типа (70.6) было использовано представление о полярности связи кислорода с поверхностью платины. Так как слой диполей кислорода развивает такой же по знаку скачок потенциала, как и скачок потенциала в ионном двойном слое при положительном заряде поверхности (см. 16), то присутствие кислорода ослабляет электрическое поле двойного слоя, что в соответствии с теорией замедленного разряда тормозит растворение. Можно также предположить уменьшение энергии адсорбции хлора при адсорбции кислорода на поверхности платины. [c.370]

Во-вторых, процесс заряжения двойного электрического слоя. Так, например, чтобы изменить потенциал электрода на 1 мв при емкости двойного слоя 20 мкф/см = 2- 0г ф см , потребуется пропускать ток плотностью 7-10 а см (равный г о Для разряда ионов НдО на ртути) в течение промежутка времени [c.255]

Перенос реагирующих веществ в условиях электрохимической реакции может осуществляться по трем механизмам. Основным механизмом является молекулярная диффузия, т. е. перемещение частиц вещества под действием градиента концентрации. При прохождении через границу электрод — раствор электрического тока концентрация реагирующих веществ у поверхности падает и одновременно растет концентрация продуктов реакции. Возникают градиенты концентрации, которые приводят к диффузии разряжающегося вещества из объема раствора к электроду, а продуктов реакции — от поверхности электрода в объем раствора или в объем металлической фазы (например, при образовании амальгамы в ходе разряда ионов Т1+ на ртутном электроде). Поскольку концентрационные изменения вблизи поверхности электрода всегда сопутствуют протеканию электрохимической реакции, то молекулярная диффузия наблюдается во всех без исключения электродных процессах, тогда как другие механизмы массопереноса могут накладываться на процесс диффузии или же отсутствовать вовсе. Поэтому раздел электрохимической кинетики, в котором рассматриваются закономерности стадии массопереноса, называют диффузионной кинетикой. [c.172]

Задание 2. Влияние строения двойного электрического слоя па скорость разряда иона Н3О+. [c.241]

В атмосфере всегда присутствуют ионы, появление которых вызвано, в частности, действием естественной радиации, Для получения заряженных аэрозолей в промышленном масштабе концентрация атмосферных ионов недостаточна. В этих случаях ионизацию воздуха вызывают с помощью различных методов. Наиболее распространена ионизация с помощью коронного электрического разряда. Она положена в основу электроосадителей — аппаратов, предназначенных для очистки газов от частиц дисперсной фазы. [c.189]

Экваториальная связь 700 Экгонин 630 Экзопептидазы 488 Эксайт (порох) 715 Экстракристаллический обмен 308 Электрический дренаж 88 Электрический разряд, ионы 321 Электрод 660 [c.543]

Эрдей-Груз и Фольмер (1930 г.), исходя из предположения замедленности стадии разряда водородных ионов и предполагая, что разряду подвергаются не все ионы, но лишь наиболее активные, концентрация которых является постоянной при t = onst и в сильном поле определяется экспоненциальной функцией, пришли к заключению об ограниченной скорости разряда ионов, требую-ш,ей для своего увеличения либо повышения концентрации активных водородных ионов, либо снижения требуемого уровня энергии активации. Роль электрического поля, по Эрдей-Грузу и Фольмеру, состоит в том, что оно снижает необходимую энергию активации на величину, пропорциональную работе перенапряжения, т. е. на (irjf, где Р < 1 (по опытным данным Р = 0,5). Для достаточно больших перенапряжений ими была получена зависимость [c.253]

Роль фотонов, являющихся активирующим фактором в фотохимических реакциях, а также в реакциях, протекающих в электрическом разряде, играют быстрые электроны и в значительно меньшой степени — ионы. Активирующая роль быстрых электропов состоит в том, что при соударении электрона с молоку.той за счет эпергии электрона возникает возбужденная молекула, молекулярпый ион или происходит диссоциация молекулы па нейтральные или ионизованные осколки (атомы, радикалы, ионы). Вероятность передачи эпергии, т. о. вероятность активации электронным ударом, обычно характеризующаяся величиной соответствующего эффективного сечения, зависит от энергии электропов, являясь функцией ял, и строения молекулы (функция возбуждения или функция ионизации). [c.173]

Влияние электрической дуги или тихого электрического разряда на алканы являются различными по характеру воздействия (термического и электронно- ионного) формами, перспективными относительно синтеза многих соединений, так как в их условиях реакции крекинга сочетаются с образованием более сложных веществ. Так, при электрокрекин- [c.79]

Циановодород может также превращаться в цианацетилен и циановую кислоту — предшествеииики пиримидинов. Эти реакции были воспроизведены в лабораторных условиях. Ведь уже в 1828 г. Велер получил из циановой кислоты II аммиака мочевину — первую животную субстанцию , синтезированную из неорганических соединений. Весьма вероятно, что все подобные процессы первоначально проходили в водной среде, причем ионы Н+ и ОН выступали в роли кислотного или основного катализатора. Замечательно, что три основных класса азотсодержащих биомолекул — пурины, пиримидины и аминокислоты — образуются прн гидролизе олигомеров, которые непосредственпо получены в разбавленных водных растворах H N. Синтез всех этих биомолекул на первобытной Земле мог бы быть следствием постоянного образования H N под действием электрических разрядов и ультрафиолетового излучения, H N, возможно, растворялся в каплях дождя и переносился ими на поверхность Земли, где могла происходить олигомеризация H N с последующим медленным гидролизом образую- [c.184]

Впервые на возможность медленного протекания электрохимического акта разряда еще в 1880 г. указал Р. А. Колли. Для обоснования и развития этой идеи большое значение имели работы М. Леблана (1910), Н. А. Йзгарышева (1915) и Дж. Батлера (1924). Впервые в количественной форме теория замедленного разряда была сформулирована в 930 г. М. Фольмером и Г. ЭрдейТрузом, которые, однако, не учли влияние двойного электрического слоя на перенос заряженных частиц через фазовую границу. Этот существенный недостаток теории был устранен в 1933 г. А. Н. Фрумкиным. Для вывода основного уравнения теории замедленного разряда А. Н. Фрумкин использовал соотношение Бренстеда, проведя аналогию между разрядом иона НдО и переносом протона от кислоты к основанию в реакциях нейтрализации. Развивая эти представления, Ю. Гориути и М. Поляни в 1935 г. пред- [c.243]

Возникновение и развитие масс-спектрометрического метода. Основой для создания и развития масс-спектрометрического метода анализа послужили работы по исследованию электрического разряда в газах при низком давлении. Принципы анализа положительных пучков, состоящих из ионов, возникающих при бомбардировке молекул вещества электронами, были изложены в 1910 г. Дж. Дж. Томсоном [1]. В его методе парабол положительные ионы, двигаясь в узкой трубке, подвергались действию параллельно расположенных электрического и магнитного полей и, попадая на фотопластинку, образовывали на ней серии параболических кривых. На каждую кривую укладывались частицы, характеризующиеся одинаковым отнощением массы к заряду (т/е), но различной скоростью. При исследовании многоатомных молекул получалось несколько парабол, что указывало на диссоциацию молекул с образованием различных положительно заряженных осколков. Так, молекула O U дает параболы, соответствующие ионам С+, 0+, С1+, С0+, U СС1+ и O I2+. При анализе углеводородов также наблюдались осколки молекул. [c.5]

Потенциал электрода. Поляризация и напряжение разложения. Известно, что прохождение тока через раствор электролита резко отличается от прохождения тока через металл. Если к концам металлического стержня присоединить провода от источника тока, то уже при самом слабом приложенном напряжении через стержень будет идти поток электронов. Вещество металла при этом не изменяется, часть тока затрачивается только на некоторое нагревание проводника. Если же провода от источника постоянного тока опустить в раствор электролита, то электрический ток пойдет только при некоторых определенных условиях. Прохождение тока в этом случае связано с движением ионов в растворе и с разрядом ионов на электродах или с превращением атомов электрода в ионы. На электродах начинаются химические процессы, которые приводят к измененик> [c.190]

Как показали последние иоследоваиия в области кинетики совместного разряда ионов, большое значение имеет концентрация ионов в двойном электрическом слое, определяемая потенциалом г]) , так как это определяет величину М"+]к конценирацию на расстоянии одного ионного радиу са от катода, В эти выражения не входит концентрационная поляризация. В случае ее воз-нимновевия 1 либо г а определяется не выражением (32,1), а (16,1). [c.53]

Это уравнение было экспериментально подтверждено А. Н. Фрумкиным с сотрудниками. Таким образом, впервые было показано, что скорость электродных процессов определяется электрическими характеристиками (величина поляризации) и концентрациями реагирующих на электродах ионов. Тем самым была открыта новая область явлений — электрохимическая кинетика. Очевидно, скорость электрохимического процесса разряда ионов (в расчете на единицу поверхности электрода) равна плотности тока . Как и для всякой химической реакции, величина константы скорости к разряда ионов при данной температуре зависит от энергии активации, т. е. к = ка е- . Таким образом, (ХУП1.67) может быть переписано [c.402]

Координациомные числа выше 4 для углерода нехарактерны, так как его атом ие имеет внешнем электронном слое. В некоторых карбидах у атома С к. ч. - 6 вследствие связывания частиц а прочную кристаллическую решетку. Образование ионов СН5 (при действии электрического разряда Ma fU) можно объяснить с помощью метода молекулярных орбита-лей-три протона связаны с углеродом двухцеитровыми связями, а два-трехцентровыми. [c.364]

Применение ряда теоретических обобщений, касающихся, например, строения двойного электрического слоя, и использование оригинальных прецизионных методов исследования позволили обобщить громадный опытный материал и осветить многие экспериментальные наблюдения, накопленные в области пе ренапряжения при разряде ионов водорода и ряда металлов. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология