Связь электропроводности со скоростями движения ионов

Формальная зависимость электропроводности от концентрации растворов была рассмотрена в гл. I. Для слабых электролитов, для которых зависимость степени диссоциации от разбавления представляет физическую реальность, естественно было связать изменение электропроводности при разбавлении с изменением степени диссоциации. Увеличение с разбавлением числа ионов, способных двигаться с некоторой скоростью в электрическом поле и переносящих электрические заряды, объясняет повышение эквивалентной электропроводности. При очень малой общей концентрации ионов в слабом электролите расстояния между ними настолько велики, что, как это неоднократно уже отмечалось, можно пренебречь электростатическим взаимодействием между ионами. Сопротивление такого электролита может быть объяснено только торможением движения ионов за счет трения, т. е. за счет той среды, в которой они движутся. Поэтому основными факторами, определяющими сопротивление в этом случае, являются (кроме степени диссоциации) вязкость среды и раз иеры этих ионов. [c.105]

Так как и диффузия, и электропроводность основываются на движении ионов, следует ожидать, что коэффициент диффузии раствора соли связан с его эквивалентной электропроводностью. В основном эта связь состоит в следующем при бесконечном разбавлении, когда исчезают межионные силы, любому данному иону можно приписать пропорциональное скорости характерное торможение, которое препятствует его движению через растворитель. Это вязкое сопротивление, противодействующее обобщенной движущей силе, ограничивает скорость процесса. Для электропроводности движущей силой является градиент электрического потенциала, тогда как для диффузии - это градиент концентрации. В процессе электропроводности положительно и отрицательно заряженные ионы движутся в противоположных направлениях и при предельно низких концентрациях) независимо Друг от друга, в то время как при диффузии они движутся [c.173]

Так как электропроводность связана со скоростью движения иона, то уравнение (11,50) нужно рещить относительно щ, положив при этом == 1 в/см — эл.-ст. ел./см. В таком случае щ = Мо и [c.122]

Так как электропроводность связана со скоростью движения иона, то уравнение (11,50) нужно решить относительно Ui, положив при этом Е — 1 В/см = 1/300 эл.-ст. ед./см. В таком случае Ui = Uo и [c.108]

СВЯЗЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ со СКОРОСТЯМИ ДВИЖЕНИЯ ИОНОВ [c.185]

Связь электропроводности со скоростями движения ионов Числа переноса............ [c.263]

Связь эквивалентной электропроводности со степенью диссоциации электролита и скоростями движения ионов [c.158]

В растворах электролитов величина удельной электропроводности обусловлена скоростью движения и количеством ионов в единице объема раствора. Скорость движения ионов зависит от размеров гидратированных ионов, температуры, изменяющей вязкость растворов и гидратацию частиц, величины заряда ионов и концентрации электролита (при высокой ионной силе раствора скорость движения ионов сильно уменьшается). Количество ионов зависит от концентрации и степени диссоциации электролита, причем последняя также связана с температурой и концентрацией (закон разведения Оствальда). [c.54]

Числа переноса связаны со скоростями движения соответствующих ионов и ионными электропроводностями следующими соотношениями [c.129]

Следует заметить, что удельная и молярная электропроводности растворов электролитов возрастают при повышении температуры. Это обусловлено увеличением скорости движения ионов в связи с понижением вязкости растворов и уменьшением сольватации. Для многих катионов и анионов температурные коэффициенты изменяются в диапазоне от 0,015 до 0,025. Поэтому с повышением температуры на 1°С электропроводность увеличивается на [c.150]

Электропроводность электролитов в слабых электрических полях не зависит от напряженности поля. Однако при высоких напряженностях ( 10 В/м) наблюдается рост электропроводности эффект Вина). Это связано с тем, что при высоких скоростях движения ионов ионная атмосфера не образуется и эффекты замедления отсутствуют. [c.153]

Ионы имеют сильное электрическое поле. Это поле действует на соседние ионы поэтому в растворе ионы расположены не вполне беспорядочно, а происходит сближение разноименно заряженных ионов, причем вокруг каждого иона создается нечто вроде роя противоположно заряженных ионов. По мере разбавления раствора расстояния между ионами увеличиваются, и силы электростатического взаимодействия ослабевают. Каждый ион в таком разбавленном растворе почти независим от другого. Это и соответствует состоянию полной диссоциации согласно теории Аррениуса. В более концентрированных растворах движению ионов препятствует тормозящее действие роя ионов противоположного знака, а также сольватной оболочки иона (см. стр. 217). В связи с этим уменьшается скорость движения иона, что и создает эффект неполной диссоциации, проявляющейся в уменьшении электропроводности. [c.277]

Из последнего уравнения видно, что удельная электропроводность зависит от концентрации электролита, степени его диссоциации и скорости движения ионов. Но концентрация, степень диссоциации и скорости движения ионов взаимно связаны между собою. С увеличением концентрации С уменьшается степень диссоциации а. Если с увеличением концентрации электролита число ионов в растворе все же увеличивается, то уменьшаются скорости движения ионов, вследствие увеличения электростатического взаимодействия между катионами и анионами. [c.312]

При изучении электропроводности следует учитывать, что подвижность носителей может быть различной вблизи электродов и вдали от них. Это связано с тем, что передача зарядов ионами на электрод осуществляется в некотором приэлектродном слое, причем скорость движения иона в этом слое зависит от особенностей строения контакта диэлектрик — электрод и приэлектродных реакций. [c.16]

На первый взгляд регулирующее соотношение может показаться непонятным как может изменяться скорость движения иона с изменением концентрации Действительно, согласно представлениям классической теории электролитической диссоциации, сама по себе скорость движения иона не связана непосредственно с концентрацией раствора. Скорость движения иона зависит от его природы, определяющей размер сольватного комплекса, от сопротивления среды (вязкость) и от напряженности поля, в котором ион движется. Концентрация может в известной мере влиять на вязкость и, главным образом, на напряженность. Действительно, от концентрации зависит электропроводность раствора, а следовательно падение напряжения в направлении между электродами на единицу длины. [c.74]

Удельная электропроводность растворов зависит также от температуры. Эта зависимость довольно сложная. При повышении температуры скорость движения ионов возрастает в связи с уменьшением вязкости среды. Кроме того, изменение температуры влияет на степень электролитической диссоциации электролита и тем самым на электропроводность раствора. Повышение температуры на Г ведет к ускорению движения ионов, а следовательно, к возрастанию электропроводности раствора на 1,5—2,7%. [c.154]

Измерения электропроводности растворов производят при постоянной температуре. С повышением температуры электропроводность увеличивается примерно на 2Vo на каждый градус. Это связано, главным образом, с уменьшением вязкости среды, вследствие чего скорость перемещения ионов к электродам увеличивается и растет электропроводность раствора. По мере разбавления концентрированных растворов электропроводность их вначале растет и достигает при некоторой концентрации максимального значения, а затем начинает падать. Объясняется это тем, что в случае сильных электролитов в начальные периоды разбавления ослабляются междуионные электрические взаимодействия и увеличивается скорость движения ионов — переносчиков электричества (разбавление при этом сказывается мало). При дальнейшем разбавлении в более сильной степени начинает проявляться общее уменьшение концентрации электролита. Поэтому кривые электропроводности, пройдя максимум, начинают снижаться (рис. 63). [c.232]

Удельная и эквивалентная электропроводности растворов электролитов повышаются с ростом температуры. Это объясняется увеличением скорости движения ионов в связи с понижением вязкости раствора и уменьшением гидратации ионов [14]. [c.18]

Увеличение электропроводности с повышением температуры,, вероятно, связано с уменьшением вязкости среды. Вследствие уменьшения вязкости среды увеличится скорость движения ионов в электрическом поле, а следовательно и электропроводность раствора. Увеличению электропроводности будет также способствовать частичная дегидратация ионов (уменьшается радиус ионов), которая может наблюдаться при повышении температуры. С ростом температуры уменьшается диэлектрическая проницаемость растворителя. Понижение диэлектрической проницаемости приведет к увеличению сил взаимодействия между ионами (уменьшится степень диссоциации слабого электролита и уменьшится коэффициент в случае сильного электролита) и понижению электропроводности. Так как удельная электропроводность в рассматриваемом интервале температур-увеличивается при повышении температуры, то наблюдаемое явление можно связать с ббльшим влиянием первых двух факторов на величину электропроводности. В тех случаях, когда исследуется электропроводность при более высоких температурах (более 100 °С), то на кривой %—может наблюдаться максимум. Уменьшение электропроводности при некоторых температурах будет связано с величиной диэлектрической проницаемости растворителя, [c.238]

Наконец, третьим важным фактором является подвижность ионов, характеризующая скорость, с которой они передвигаются в растворе. Чем быстрее движутся ионы, тем больше за единицу времени их разрядится и на аноде и на катоде и тем, следовательно, больше будет электропроводность раствора. Действительные скорости движения отдельных ионов близки друг к другу и при обычных напряжениях тока очень малы (порядка сантиметров в час). Значительно подвижнее остальных ионы ОН (примерно в 3 раза) и особенно ионы Н (примерно в 5 раз). Поэтому растворы сильных оснований й кислот при той же нормальной концентрации проводят ток лучше, чем растворы солей. При повышении температуры подвижность ионов возрастает, в связи с чем увеличивается обычно и электропроводность растворов. [c.154]

В то же время температурную зависимость чисел переноса нельзя объяснить на основе учета лишь сил взаимодействия ионов между собой здесь следует принимать во внимание также сольватацию ионов. Только в этом случае становится понятным наблюдаемое в ряду аналогичных соединений увеличение подвижностей и чисел переноса катиона с ростом его радиуса, поскольку сольватация проходит тем интенсивнее, чем меньше размеры иона. В результате сольватации эффективные размеры движущихся частиц малого радиуса оказываются увеличенными в большей степени и скорость их движения замедляется. Стремление чисел переноса при увеличении температуры к предельному значению, равному половине, следует связать с прогрессирующим процессом дегидратации и с выравниванием эф ктивных размеров ионов. Совпадение температурных коэффициентов электропроводности и вязкости воды также можно легко понять, если учесть, что ионы в растворе гидратированы, и следовательно, при их движении появляется трение между гидратными оболочками. Поскольку вместе с ионами перемещается вода, то величины чисел переноса (найденные, например, по изменениям концентрации электролита вблизи электродов, т. е. по методу Гитторфа) не отвечают их истинным значениям. [c.119]

Электропроводность э.леюролитов связана со скоростями движения ионов в растворе. Скорость движения V, [м с ] иона в растворе пропорциональна напряженности приложенного электрического поля [В м ] [c.115]

При этом титровании ионы Н" " соляной кислоты постепенно связываются ионами ОН щелочи с образованием недиссоциированных молекул воды. Ионы же Na щелочи постепенно накапливаются в растворе, замещая таким образом ионы Н . Но так как скорость движения последних при электролизе значительно больше, чем скорость движения ионов Na , указанное замещение связано с понижением электропроводности раствора. В точке эквивалентности все ионы Н соляной кислоты окажутся замещенными ионами Na, и электропроводность раствора будет иметь наименьшую величину. При добавлении же избытка щелочи она будет снова возрастать вследствие накопления в растворе ионов Na и ОН . Если несколько раз измерить электропроводность раствора во время титрования при недостатке щелочи и при ее избытке и полученные величины нанести на график, то две прямые У и 2 (рис. 29) дадут точку пересечения, которая будет соответствовать точке эквивалентности. Опустив из этой точки перпендикуляр на ось абсцисс и измерив отрезок ab, можно узнать объем раствора. NaOH, израсходованного на нейтрализацию НС1, [c.210]

Обозначив абсолютную скорость движения катиона буквой и, а скорость движения аниона — буквой v и имея в виду, что с 1г-экв всякого иона связано F (96 500) кулонов электричества, легко подсчитать, сколько электричества будет переноситься через поперечное сечение раствора, содержащего 1 г-экв электролита. Если бы скорость катиона равнялась 1 mJ k, то через поперечное сечение переносилось бы катионами F кулонов электричества если же скорость движения катиона равна и Mj eK, то через поперечное сечение будет перенесено катионами и F кулонов. Произведение абсолютной скорости движения иона на число Фарадея называется, как уже было сказано, подвижностью иона. Вместе с тем из сказанного, выше ясно, что подвижность иона является в то же время и его эквивалентной электропроводностью. [c.39]

Лодж [54] показал, что можно непосредственно наблюдать движение ионов, а Уэзем [55], Нернст [56], Мэзон [57] и особенно Денисон и Стил [58] разработали метод, с помоп1 ыо которого можно количественно определять числа переноса по скорости передвижения границы между двумя растворами. В дальнейших исследованиях Кэди [59], Смита [60], Мак-Иннеса [61] и Лонгсворта [52а] этот метод был значительно усовершенствован, и в настоящее время он является весьма точным. В связи с важностью определения чисел переноса для проверки теории междуионного притяжения, а также в связи с практическим применением чисел переноса в исследованиях электропроводности и электродвижущих сил ниже приводится в общих чертах описание метода определения чисел переноса по скорости перемещения границы между двумя растворами. [c.158]

Вопрос о том, какой вид неупорядоченных ионов находится в преобладающем количестве и играет более существенную роль в электропроводности, решается по-разному для различных кристаллов. Экспериментальное решение этого вопроса связано с определением чисел переноса ионов, т. е. доли участия каждого вида иона в переносе тока при прохождении его по кристаллу. Последнее же зависит от подвижности обоих ионов. Поэтому числом переноса называют отношение абсолютной скорости движения (подвижности) одного иона к сумме абсолютных скоростей движения всех ионов. Так, для кристалла соли одновалентного металла, например Na l, числа переноса катиона к и аниона Пг будут соответственно равны [c.128]

Многие важные диффузионные процессы в твердых телах протекают по механизму вакансий, при котором диффузионное неремещение атома возможно только тогда, когда имеется вакансия в смежном участке кристаллической решетки. Очевидно, скорость диффузии в таких случаях зависит от числа вакансий в кристалле. Эти вакансии образуются двумя путями 1) за счет тепловых нарушений в решетке любого реального кристалла, причем при данной температуре образуется равновесное число вакансий, зависящее от увеличения энтропии при образовании вакансий и энергии, необходимой для разрыва химических связей 2) за счет присутствия посторонних примесей, которые в кристаллической решетке соединения могут образовывать вакансии, чтобы предотвратить нарушение равновесия. Так, если d + добавляют (с 2С1 ) к Na l, появляется катионная вакансия. Само-диффузия Na+ в таком кристалле зависит от числа катионных вакансий, поэтому присутствие d + повышает скорость самодиффузии Na+ и, следовательно, возрастает электропроводность кристалла, которая в случае Na l определяется движением ионов. Множество аналогичных случаев встречается при изучении диффузии в твердых телах ясно, что, когда концентрация примесей, образующих вакансии таким способом, становится по крайней мере сравнимой с числом вакансий, возникающих при тепловых нарушениях решетки, влияние нримесей будет важным или доминирующим в процессе диффузии. Типичные концентрации вакансий, возникающих за счет тепловых нарушений (при температурах, используемых в диффузионных процессах), могут быть порядка 10 % или менее. [c.42]