Электрический метод изучения диффузии

Электрохимические процессы имеют большое практическое значение. Электролиз используется в металлургии легких и цветных металлов, в химической промышленности, в технологии гальванотехники. Химические источники тока широко применяются в быту и промышленности. Электрохимические процессы лежат в основе многих современных методов научного исследования и анализа. Новая отрасль техники — хемотроника — занимается созданием электрохимических преобразователей информации. Одной из важнейших задач электрохимии является изучение коррозии и разработка эффективных методов защиты металлов. В неравновесных условиях в растворе электролита возникают явления переноса вещества. Основные виды переноса диффузия — перенос вещества, обусловленный неравенством значений химических потенциалов внутри системы или между системой и окружающей средой конвекция — перенос вещества под действием внешних механических сил миграция — перенос заряженных частиц в электрическом поле, обеспечивающий электрическую проводимость электролитов. [c.455]

Изучение С. полимерами имеет большое практич. значение ввиду широкого применения полимеров в качестве упаковочных пленочных материалов, защитных, изоляционных и отделочных покрытий, ионитов и разделительных мембран для очистки воды и т. д. Химические, механические, электрические и др. свойства полимеров зависят от природы и количества сорбата, поглощенного полимером, а характер изменения этих свойств определяется скоростью С. Проницаемость полимеров по отношению к газам, парам и жидкостям определяется сорбционной способностью и коэфф. диффузии сорбата, к-рые м. б. рассчитаны по данным сорбционных измерений. Изучение С.— эффективный метод оценки пористости волокон, пленок и ионообменных смол. Исследование С. полимерами представляет и значительный теоретич. интерес, т. к. является источником информации о структуре полимера, плотности упаковки его макромолекул, их подвижности в различных условиях, свойствах бинарных систем полимер — сорбат и др. [c.231]

Явление диффузии ионов, образующих металл или сплав, под действием электрического поля известно уже давно [8]. Однако лишь в последнее время этот процесс начали рассматривать как метод изучения электронного строения металлических твердых тел. Это стало возможным после того, как была создана теория явления [1, 6]. Различные авторы проводили разработки в этом направлении [4, 5], однако предложенные ими методы обладают рядом недостатков. Избежать последних позволяет исследование температурной зависимости рассматриваемого явления диффузии электропереноса. [c.201]

При изучении кинетики электрохимических процессов применяются не только электрические методы. Так, для определения токов обмена и исследования явлений адсорбции на электродах используются радиоактивные изотопы. Ряд методов был разработан и применен при изучении кинетики конкретных электрохимических реакций. Так, например, тонкие металлические мембраны используются при изучении процесса диффузии электролитического водорода в толщу электрода и установления его связи с явлением передачи потенциала на неполяризуемую сторону мембраны. Изучение температурной зависимости скорости электрохимических реакций позволяет лучше понять их природу. Константа скорости химической реакции, т. е. скорость реакции при единичных концентрациях ее участников, связана с температурой уравнением Аррениуса [c.326]

Электрофоретическую подвижность можно определить методом подвижной границы. Эксперимент в этом случае ставится так же, как при изучении диффузии, и добавляются лишь электроды, создающие электрическое поле. Для наблюдения за движением границы используют те же оптические системы, что и в экспериментах по измерению скорости диффузии и при ультрацентрифугировании. Поскольку техника эксперимента и интерпретация движения границы весьма сложны, подробно описывать их в настоящей книге было бы нецелесообразно. [c.219]

Импульсный гальваностатический метод используется также для изучения строения двойного электрического слоя и адсорбции веществ, которые могут окисляться или восстанавливаться на поверхности электрода. При концентрациях органического вещества <10" моль/л и 1>100 А/м величина п, рассчитанная из переходного времени на хронопотенциограмме, равна пРГ, где Г — адсорбция органического вещества. Однако в ходе восстановления (или окисления) адсорбированных частиц их убыль пополняется за счет диффузии вещества из объема раствора. Влияние диффузии на хронопотенциограмму определяется видом зависимости между приэлектродной концентрацией органического вещества и величиной адсорбции его на электроде, т. е. изотермой адсорбции. Поэтому поправку на диффузию по уравнению (42.6) проводить нельзя. Кроме того, необходимо учитывать последовательность, в которой вступают в электрохимическую реакцию заранее адсорбированные и диффундирующие из раствора частицы. Адсорбцию деполяризатора, накопленного предварительно на поверхности электрода, рассчитывают по соотношению [c.215]

Количественный анализ. Уравнение Ильковича связывает величину диффузионного типа с концентрацией восстанавливаемых ионов в растворе. Тогда если известны или измерены все величины, входящие в это уравнение, то, измерив силу тока, можно, по крайней мере теоретически,, вычислить концентрацию соответствующих ионов. Единственный фактором, трудно поддающимся независимой оценке, является коэффициент диффузии. В некоторых случаях его величину можно определить на основании измерения электрической проводимости раствора или сравнением с известными величинами для других ионов аналогичного размера. Однако наилучшим методом является полярографическое изучение известных растворов. Полученные таким образом коэффициенты диффузии для многих ионов можно найти в литературе. [c.174]

Особое место занимают работы В. А. Каргина, посвященные электросинтезу минералов, осуществляемому в электродиализаторе. Одна из них, выполненная совместно с О. И. Дмитренко, посвящена изучению процессов выветривания алюмосиликатов [12]. Цель работы заключалась в синтезе некоторых продуктов стадийного выветривания глинистых материалов, получающихся в нормальных условиях в результате щелочного и кислого гидролиза естественных алюмосиликатов. Основная экспериментальная трудность заключалась в воспроизведении природных условий синтеза, протекающего при чрезвычайно низких концентрациях реагирующих веществ кремне-кислоты и окислов металлов, значительно меньших чем 1 мг л. Синтез потребовал бы использования громадных количеств воды, причем неизбежные загрязнения воды и трудности, связанные с улавливанием продуктов реакции, могли совершенно исказить результаты. Для решения этих задач был предложен иной путь, состоящий в ускорении процессов диффузии растворенной части малорастворимых электролитов, применения ускоряющего электрического поля. Использование этого принципа позволило изучить гидролиз некоторых природных минералов в специально сконструированном пятикамерном электродиализаторе. При электродиализе большинства минералов происходит их постепенный распад, связанный с растворением или гидролизом и последовательным переносом катионов и анионов в боковые камеры. Такой процесс соответствует тем явлениям растворения и гидролиза, которые происходили бы при пропускании громадных количеств воды в соответственно длительные промежутки времени. Путем изменения условий синтеза этим методом были получены новые, а также весьма редко встречающиеся в природе кристаллические разновидности, что особенно важно для соединений, обладающих большой энергией кристаллизации. Безусловно, этот метод представляет большой интерес и в смежных областях знания — биологии, медицине, кристаллографии, кристаллохимии, почвоведении и т. д. [c.21]

Во-вторых, с помощью физико-химических методов, применимых. к белковым растворам, можно установить молекулярный вес. Он может быть определен несколькими различными приемами, при условии, если материал монодисперсен. К таким приемам относятся методы измерения осмотического давления, светорассеяния, седиментационного равновесия и измерения скорости седиментации и диффузии. Все эти приемы основаны на различных принципах и часто дают не вполне совпадающие результаты. Это объясняется тем, что получаемые данные зависят не только от размеров и массы, но и от. электрического заряда, формы и степени гидратации белковых молекул. При измерении скорости движения частиц (например, скорости диффузии или скорости седиментации) хорошие результаты получаются только для тех молекул, форма которых близка к шарообразной, ибо они ведут себя в соответствии с изученными закономерностями. Отклонение от сферической формы (фибриллярные белки) и гидратация молекул приводят к различным ошибкам, так как движение молекул замедляется в результате увеличения коэффициента трения или эффективного размера частиц. [c.128]

Релаксационные процессы, определяемые подвижностью различных элементов структуры полимеров и характеризуемые временами релаксации в широком диапазоне от с до 10 ° с, наблюдаются методами релаксационной спектрометрии. Эти методы могут быть основаны на изучении поведения полимеров под действием статических или динамических механических нагрузок, при воздействии электрических и магнитных полей, а также в процессах стеклования, течения, диффузии и т, д. [c.76]

При изучении диффузии точечных дефектов существует два взаимодополняющих подхода. В первом случае учитывается влияние нарушений кристаллической решетки, а во втором — влияние кристаллической решетки на состояние дефектов. При этом симметрия играет центральную роль (при классификации как собственных, так и несобственных дефектных состояний). Совокупность элементов симметрии, присущих любой точке кристаллической решетки, образует группу симметрии, которая позволяет упрострггь решение задачи, если использовать теорию групп. Эксперимен-тальнью методы определения симметрии дефекта основаны на определении его анизотропных характеристик путем поляризованного возбуждения, либо с помощью различного рода воздействий, например, механических (одноосное сжатие), а также магнитными, электрическими, световыми полями. Во всех случаях возбуждения информацию о симметрии дефекта дает расщепление вырожденных уровней. [c.81]

Основные вопросы, возникающие при изучении состояния радиоактивных изотопов в газовой фазе, аналогичны по своему содержанию задачам, встречающимся в случае жидкой фазы. Так, необходимо было показать экспериментально, в каком виде существуют радиоактивные изотопы в газовой фазе — в виде агрегатов или в виде отдельных атомов и ионов. Затем следовало установить природу радиоактивпых агрегатов в воздухе. Наконец, требовалось изучить условия образования, свойства и условия существования радиоактивных аэрозолей. Аналогия в целях исследований привела также к общности целого ряда методов изучения состояния радиоактивных изотопов в жидкой и газовой фазах. При изучении состояния радиоактивных изотопов в газовой фазе применялись следующие методы центрифугирование, упьтрафильтрация и фильтрация через волокнистые материалы, радиография, седиментация, диффузия, определение электрической подвижности, ультрамикроскопия и электропомикроскопия, [c.248]

Аналогия в целях исследований привела также к общности целого ряда методов изучения состояния радиоактивных изотопов в жидкой и газовой фазах. При изучении состояния радиоактивных изотопов в газовой фазе применялись следующие методы центрифугирование, ультрафильтрация и фильтрация через волокнистые материалы, радиография, седиментация, диффузия, определение электрической подвижности, ультрамикроскопия и электропомикроскопия. [c.165]

Методы изучения макроскопического переноса веществ вужиДкой среде под действием некоторой внешней силы имеют много общего, что породило выделение их в отдельную область транспортных явлений (transport phenomena) [5, 6]. В физической химии полимеров к транспортным методам относят ультрацентрифугирование, диффузию, электрофорез и хроматографическое разделение макромолекул в растворах. Транспортные методы основаны на неравновесных процессах массопереноса различной природы. Общее во всех этих методах — направленное движение макромолекул относительно гомогенной или гетерогенной окружающей среды под действием некоторой силы. Разновидности последней обеспечивают разнообразие транспортных методов. В случае седиментации и электрофореза — это силы внешних гравитационного и электрического (для заряженных макромолекул) полей, в случае диффузии — это осмотическое давление, т. е. градиент химического потенциала, возникающий одновременно с возникновением градиента концентрации, в случае хроматографии — обусловленное динамической сорбцией межфазное распределение, уменьшающее среднюю скорость движения макромолекул по сравнению с молекулами растворителя — носителя . [c.7]

М. Б. Нейман и А. Я. Шиняев [9] при изучении диффузии железа в никеле и железа в сплавах Ре—N1 и Ре—Мо использовали метод электрической полировки. При этом анодным растворением снимали слои толщиной в несколько микронов. Избирательного растворения компонентов не наблюдалось. [c.29]

Основные черты аналлтическон центрифуги МСЕ полностью скорректированная оптическая система, дающая превосходное разрешение ячейки с длиной оптического пути 20 мм обеспечивают повышенную чувствительность дри 60 ООО об/мин обычно используемые методы изучения дополняются одним из вариантов метода Топлера-Шлнрена для точного измерения концентраций Переход в видимом свете от одного метода измерения к другому проще и быстрее, и не требуется перерыва в эксперименте. Процесс управления автоматизирован. Все параметры контролируются с высокой точностью. Уникальный непосредственный электрический привод с малым износом не имеет вибрации, что позволяет точно измерять коэффициенты диффузии. [c.195]

Систематические исследования светорассеяния в электрическом поле позволили разработать эффективные методики измерения размеров и формы частиц, коэффициентов их поступательной и вращательной диффузии в полидисперсных системах, а также оптических свойств частиц. Они доказали, что ИДМ, проявляющийся в электрооптических явлениях, обусловлен поляризацией ДЭС. Изученные зависимости от частоты поля свидетельствуют о проявлении в электрооптике концентрационной поляризации ДЭС (см. раздел ХП.6). Возможности электроопти-ческого метода возрастают при использовании его в сочетании с кондуктометри-ческим. Подобные комплексные исследования позволили выявить в отдельности вклады диффузного и штерновского слоев в ИДМ и получить информацию о кинетике обмена ионами между этими слоями. [c.226]

Довольно полные обзоры электрических релаксационных методов и методов возмущения для изучения быстрых реакций, контролируемых стадией диффузии, опубликованы Делахеем [371] и Николь-сшшиШайном [242]. Опубликованы также обзоры по фарадеевскому выпрямлению [18], среди которых особенно ценен недавний обзор по методам высокого и низкого уровней [372]. [c.530]

Приложения метода. Хорошим примером может служить изучение мёссбауэровского перехода 14,4 кэв в основное состояние Ге . Соответствующая информация об этом ядерном переходе дается на рис. 105. Излучатель приготавливается посредством диффузии Со в нержавеющей стали, в которой отсутствуют электрические и магнитные поля, способные рас-/"3 1 [c.455]

Мы привели в этом параграфе ряд примеров изучения методом светорассеяния свойств макромолекул, проявляющих повышенную жесткость цепи. Это относится как к коротким цепям обычных (гибкоцепных) полимеров, так и к полимерам, молекулы которых имеют вторичную структуру (ДНК, ПБГ) или циклизован-ную (частично пли полностью) структуру основной цепи. Известное положение о плодотворности комплексного изучения структуры макромолекул в особенности Относится к исследованию свойств полужестких и жесткоцепных молекул — объектов во многих отношениях необычных и проявляющих особые, а подчас и уникальные свойства. Обзор свойств полужестких цепных молекул, обобщающий определенный этап исследования гидродинамических (вязкость, диффузия, седиментация) и оптических (динамическое и электрическое двулучепре-ломление) свойств их растворов, читатель найдет в обзорной статье В. Н. Цветкова [241]. [c.146]

Рассматриваемые методы можно разбить на несколько групп. В основе одних методов лежит изучение поступательного движения. Причиной диффузии в отсутствие вцещней силы является броуновское движение. Диффузию вещества определяют, измеряя поток макромолекул или флуктуацию их числа в малом объеме. Для создания дополнительного поступательного движения могут быть приложены внешние поля. Такими полями являются гравитационное поле в случае простой седиментации, электрическое поле при электрофорезе, а также центробежное ускорение при скоростной седиментации в ультрацентрифуге. [c.187]

Одновременно с химическими методами, хотя и не так интенсивно, арсенал методов исследования биологических мембран пополнялся физическими методами. Так, измерение осмотических свойств клетки (Пфеффер, 1877), скорости процесса, вызывающего вторичное сокращение мышцы (Гельмгольц, 1850), некоторые опыты в исследованиях Э. Дюбуа-Реймона, В. Оствальда, X. де Фриза и Э. Рейда можно с уверенностью классифицировать как физические. А опыты Р. Чамберса по изучению проникновения веществ в клетку и их диффузии внутри клетки (1922), измерению электрической емкости и электрического сопротивления эритроцитов (Фрике, 1925 Хёбер, 1926), изменению поверхностного натяжения на границе липид — вода в зависимости от добавок различных веществ, которые провели Д. Даниэлли и X. Давсон в 1935 г., являются истинно физическими методами, одними из самых плодотворных в изучении структуры и функции мембран. Так, Даниэлли и Давсон, приняв во внимание, что уменьшение поверхностного натяжения на границе липид—протоплазма может быть следствием взаимодействия белковых и липидных молекул, а также используя данные и идеи преды- [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология