Кулона закон для среды без ионо

Ионы в растворах образуются различными путями. Наиболее полно изучено образование ионов за счет электрической диссоциации. Согласно этой теории, молекулы электролита, как правило, полярного соединения, попадая в раствор, взаимодействуют с молекулами растворителя, в результате чего их внутренние связи ослабляются и молекула распадается на ионы — катионы и анионы. Это явление полного или частичного распада молекул на ионы носит название электролитической диссоциации. Большое влияние на степень диссоциации одного и того же электролита в различных растворах оказывает диэлектрическая проницаемость растворителя. В соответствии с законом Кулона, электростатические силы взаимодействия между ионами при одинаковом расстоянии между ними обратно пропорциональны диэлектрической проницаемости среды (для разбавленных растворов). Чем больше г среды, тем меньше сила взаимодействия между ионами, составляющими молекулу, и тем в большей степени ионы изолированы друг от друга и, следовательно, тем выше степень диссоциации электролита при заданных условиях. Например, вода, диэлектрическая проницаемость которой очень велика (е 80), по сравнению с другими веществами является наилуч- [c.5]

По отношению к сильным электролитам предполагался другой механизм, основанный на соотношении между энергией гидратации и энергией кристаллической решетки. Здесь взаимодействие между ионами не может быть сведено к чисто физическому взаимодействию, одним законом Кулона нельзя объяснить свойства растворов сильных электролитов. Необходимо признать и в этом случае большую роль химических сил. Участие химических сил так велико, что, нам кажется, сейчас вообще нельзя делать различия между сильными и слабыми электролитами, что каждый электролит, в зависимости от обстоятельств, от среды, в которой он находится, может оказаться и сильным и слабым. [c.11]

Установление связей между полярными молекулами растворенного вещества и полярными молекулами растворителя, сопровождающееся явлением сольватации, может привести к обратимой диссоциации. Схематически этот процесс показан на рис. 107. Ослабление энергии связи между центрами положительных и отрицательных зарядов полярной молекулы растворенного вещества, приводящее к диссоциации на ионы, можно условно представить как влияние диэлектрической постоянной среды (растворитель) по закону Кулона-. [c.198]

При переходе к растворителям с меньшей диэлектрической проницаемостью степень диссоциации электролита в общем случае понижается. Согласно закону Кулона сила электростатического взаимодействия Р ионов обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости е среды и квадрату расстояния г между ними [c.406]

Чтобы описать ион-ионное взаимодействие, необходимо знать распределение ионов в растворе и природу сил, действующих между нонами. Поскольку и ионы, и диполи растворителя находятся в хаотическом движении, а ионы могут образовывать ассоциаты, комплексы и недиссоциированные молекулы, то в общем виде задача о распределении ионов оказывается чрезвычайно сложной. Можно предположить, что электролит полностью диссоциирован (а=1), растворитель представляет собой непрерывную среду с диэлектрической постоянной е, а ионы взаимодействуют в нем только по закону Кулона. В этих условиях вопрос о распределении и взаимодействии ионов в растворах электролитов был решен П. Дебаем и Э. Гюккелем (1923). [c.39]

Чтобы возникла проводимость, ионы, образовавшиеся вследствие диссоциации, должны быть достаточно подвижны, а это зависит от их размера и характера среды. Ионизацию примесей в полярных средах можно объяснить ориентацией диполей полярного диэлектрика вокруг зарядов постороннего полярного вещества (рис. 19,а). Благодаря стремлению заряженных концов молекул этого вещества притянуться к ориентированным диполям диэлектрика, может разорваться связь в молекуле, и образуются ионы (рис. 19,6). Диполи диэлектрика в этом случае как бы растаскивают дипольную молекулу постороннего вещества в разные стороны, чему способствует энергия теплового движения молекул. Образовавшиеся ионы стремятся, естественно, притянуться друг к другу, но сила взаимодействия между разноименными зарядами, согласно электростатическому закону Кулона, при прочих равных условиях тем слабее, чем больше диэлектрическая проницаемость среды — е. Поэтому наиболее легко диссоциируют полярные примеси в воде, у которой диэлектрическая проницаемость очень велика (е= 82). [c.65]

Ослабление энергии связи между центрами положительных и отрицательных зарядов полярной молекулы растворенного вещества, приводящее к диссоциации на ионы, можно условно представить как влияние диэлектрической постоянной среды (растворитель) по закону Кулона [c.191]

В соответствии с законом Кулона [уравнение (2.17) в разд. 2.6] сила взаимодействия между катионом и анионом уменьшается при повышении диэлектрической проницаемости среды и увеличении расстояния между ионами. Существует несколько способов удаления аниона от катиона и тем самым повышения реакционной способности анионов [643]. [c.334]

При ионизации протон переносится от растворенной кислоты ВН к растворителю -5Н, образуя ионную пару В-Н8Н+ . В такой ионной паре существует определенное разделение зарядов, хотя индивидуальные ионы В и Н5Н+ расположены рядом друг с другом. Процесс диссоциации наблюдается, если дополнительные молекулы растворителя атакуют ионную пару и полностью делят ее на сольватированные ионы В и НЗН+. По закону Кулона сила притяжения между двумя противоположно заряженными ионами обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости среды (растворителя), в которой существуют ионы. В растворителях с высокой диэлектрической проницаемостью, таких как вода (е=78,5 при 25 °С), сила притяжения между ионами соответствующей ионной пары относительно мала, и диссоциация будет происходить фактически полностью. В растворителях с низкими диэлектрическими проницаемостями (этанол, е=24,3 ледяная уксусная кислота, 8=6,1 этилендиамин, е=12,5 метилизобутилкетон, 8=13,1 ацетон, 8=20,7 и бензол, е=2,3) наблюдается образование ионных пар, а также более крупных агрегатов, состоящих из ионов. [c.161]

Отклонение 1—1 валентных электролитов от предельной прямой можно объяснить тем, что при взаимодействии ионов с растворителем, в особенности на малых расстояниях, появляется отклонение от закона Кулона. Поэтому можно попытаться улучшить теорию, вводя кроме кулоновского члена потенциал отталкивания при предположении о существовании около ионов твердых гидратных оболочек. Тогда электролит можно представить при помощи модели абсолютно твердых шаров, несущих точечный заряд в центре и погруженных в непрерывную среду с диэлектрической постоянной. [c.24]

Применяя закон Кулона к случаю взаимодействия ионов, можно понять и объяснить то, что хорошими растворителями для кристаллов, построенных из ионов, являются только растворители с высокой диэлектрической проницаемостью. Среди них в первую очередь должна быть названа вода, диэлектрическая проницаемость которой намного выше, чем у большинства известных жидкостей. [c.112]

При рассмотрении диссоциации веществ нужно учитывать не только взаимодействие ионов друг с другом, но и взаимодействие их с молекулами воды — гидратацию (см. стр. 280). В первом приближении этот эффект можно учесть введением в формулу закона Кулона величины диэлектрической проницаемости (см. стр. 283). Вследствие гидратации взаимодействие ионов в водной среде приблизительно в 80 раз слабее, чем в пустоте. При таком упрощенном подходе, игнорирующем особенности взаи.модействия соответственно ЭО и Н+ и Э+ и ОН- с молекулами воды, остаются в силе закономерности указываемые схемой Косселя. [c.94]

Ионы кристалла, погруженного в растворитель, подвергаются ударам молекул последнего. Одновременно ослабевает и связь между ионами решетки, так как сила электростатического при-, тяжения между зарядами, находящимися не в пустоте, а в какой-либо среде, выражается по закону Кулона формулой [c.20]

Ионизация примесей в полярных средах может быть объяснена ориентацией диполей полярного диэлектрика вокруг зарядов постороннего полярного вещества (рис. 13, а). Благодаря стремлению заряженных концов молекул этого вещества притянуться к ориентированным диполям диэлектрика, может произойти разрыв связи в молекуле и образование ионов. Диполи диэлектрика в этом случае как бы растаскивают дипольную молекулу постороннего вещества в разные стороны, чему способствует энергия теплового движения молекул. Образовавшиеся ионы стремятся, естественно, притянуться друг к другу, но сила взаимодействия между разноименными зарядами, согласно электростатическому закону Кулона, при прочих [c.37]

Ионы удерживаются в решетках кристаллов солей силами электростатического взаимодействия. По закону Кулона сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и диэлектрической постоянной среды. Отсюда следует, что в среде с высокой диэлектрической проницаемостью взаимодействие ионов ослабевает, и кристаллы солей, образованные плотно упакованными ионами, при растворении распадаются на более или менее подвижные ионы. Такой средой, т. е. растворителем с высокой диэлектрической проницаемостью, является вода. Диполи молекул воды, окружая ионы соли, ориентируются по отношению к ним своими противоположно заряженными концами. В результате вокруг ионов соли образуется гидратационная оболочка (гидратация ионов), и ионы, перестав взаимодействовать друг с другом, переходят в раствор. В малополярных органических растворителях, например бензоле или бензине, с низкой диэлектрической проницаемостью ионные кристаллы не растворяются. [c.52]

Для описания взаимодействия ионов в растворе электролитов необходимо знать их распределение в растворе и природу сил, действующих между ними. Поскольку ионы раствора находятся в хаотическом движении, то задача о распределении ионов в общем виде оказывается чрезвычайно сложной. Вопрос о распределении и взаимодействии ионов в растворах электролитов был решен П. Дебаем и Э. Хюккелем (1923) при следующих предположениях электролит полностью диссоциирован, растворитель представляет собой непрерывную среду с диэлектрической постоянной е, ион-ионное взаимодействие подчиняется закону Кулона. [c.255]

Электростатический потенциал Ф в точке г от совокупности г зарядов в среде без ионов равен в соответствии с законом Кулона [c.244]

При растворении веществ, обладающих сильно полярными молекулами (например, H2SO4), происходит ослабление и поляризация связи между противоположно заряженными частями молекулы, приводящее к образованию ионов. Объяснить это можно тем, что в среде с высокой диэлектрической проницаемостью (диэлектрической постоянной) е ослабляется сила электростатического притяжения между ионами, равная, согласно закону Кулона [c.383]

В растворителях с высокой диэлектрической проницаемостью участие растворителя в образовании ионов увеличивается за счет влияния диэлектрических свойств. В зависимости от значения диэлектрической проницаемости ионы, образовавшиеся в результате разрушения ионной решетки или гетеролиза полярной связи, либо ассоциированы, либо находятся в растворе в виде отдельных ионов, окруженных сольватной оболочкой. При использовании растворителей с низкой диэлектрической проницаемостью возникают преимущественно ионные ассоциаты и ионные пары, в которых два или более иона связываются электростатическими силами. Ассоциированные ионы образуют самостоятельные частицы и вследствие взаимного насыщения электрических зарядов не дают вклада в электрическую проводимость раствора. При переходе к среде с более высокой диэлектрической проницаемостью электростатическое притяжение между катионами и анионами в соответствии с законом Кулона (разд. 32.3.1) ослабляется и образуются отдельные, большей частью сольватированные ионы. При растворении полярных соединений в растворителе с высокой диэлектрической проницаемостью это состояние достигается без каких-либо промежуточных состояний. Процесс перехода ионных ассоциатов в свободные ионы называют диссоциацией. Весь процесс можно записать с помощью следующей схемы последовательных реакций [c.451]

Согласно теории Дебая — Гюккеля, электролит полностью диссоциирует на ноны, которые участвуют в хаотическом тепловом движении и взаимодействуют друг с другом по закону Кулона в непрерывной диэлектрической среде. В результате каждый ион в растворе как бы окружен ионной атмосферой, плотность заряда которой падает по мере удаления от рассматриваемого иона. Энергия взаимодействия иона с ионной атмосферой АУ и определяет его коэффициент активности, причем ЛiУ/2 НТ 1пгде f — коэффициент активности при условии, что концентрация ионов выражена в молярных долях. Связь между 7 и выражается формулой [c.82]

Согласно этой модели энергия AGi,2 взаимодействия двух ионов в среде с данной макроскопической диэлектрической прони-цавхмостью 8, отсчитываемая от стандартного состояния бесконечной удаленности ионов, дается законом Кулона [c.90]

В суспензоидных коллоидных растворах или золях частицы обычно имеют размеры порядка 10 — 0 см, тогда как атомы или ионы имеют размеры порядка 10 см. Эти частицы настолько малы, что приводятся в быстрое движение (броуновское движение) в результате ударов молекул жидкой среды. Частицы эти заряжены, так как они движутся под влиянием электрического поля и коагулируют на электроде. ОдпакО вес выделивше ися вещеСгва не сиихвегствует количеству, которое должно выделиться, если считать приложимым первый закон Фарадея. Поскольку частицы не являются простыми ионами, один фарадей (96500 кулонов) осаждает значительно больше одного грамм-эквивалента вещества. Например, в золе золота частицы могут состоять из 300—400 атомов. Затем золи очень чувствительны к добавкам электролитов. Ионы, несущие несколько зарядов, осаждают коллоиды лучше, чем ионы с единичным зарядом. Например, частицы золя АзаЗд заряжены отрицательно, причем следующие относительные количества ионов На+, Са + и А осаждают одно н то же количество АззЗд [c.148]

Из закона Кулона следует, что сила электростатического притяжения между разноименно заряженными ионами будет значительно снижаться, если эти ионы будут перенесены в такую среду, как вода. Отсюда понятно большое диссоциирующее и растворяющее воздействие воды на ионные кристаллы. Электролитами могут также быть и неводные растворы, например, алкогольные растворы солей, а также расплавы солей и, в меру подвижностей ионов, даже и сами твердые ионные кристаллы, Наряду с веществами, полностью распадающимис н ионы при растворении сильные электролиты), некоторые вещества, например, органические кислоты и их соли, дают при растворении только частичную диссоциацию слабые электролиты). [c.24]

Накапливающиеся на сфере заряды порождают в газовой среде отталкивающее поле, препятствующее приходу новых ионов того же знака. По закону Кулона Е = Е = F /q = qJ ATlZ R ) или при = п -е и = d/2 [c.81]