Релаксационное торможение иона

Релаксационное торможение иона [c.194]

Релаксационное торможение иона....... [c.264]

Следовательно, частотный эффект должен быть меньшим, чем эффект Вина, и, сопоставляя значения того и другого, можно расчленить суммарный эффект уменьшения электропроводности на составляющие, обусловленные электрофоретическим й релаксационным торможениями. Действительно, эффект Вина возникает при полном уничтожении ионной атмосферы, а следовательно, н обоих эффектов торможения. Частотный -эффект объясняется лишь исчезновением симметрии ионной атмосферы. Опыт показывает, что последний эффект примерно в 3 раза слабее, чем эффект Вина, т. е. электрофоретический эффект в 2 раза сильнее эффекта релаксации. [c.436]

Эффект релаксационного торможения. Согласно электростатической теории растворов сильных электролитов ионная атмосфера обладает центральной симметрией. При движении иона в электрическом поле симметрия ионной атмосферы нарушается. Это связано с тем, что перемещение иона сопровождается разрушением ионной атмосферы в одном положении иона и формированием ее в другом, новом. Этот процесс происходит с конечной скоростью в течение некоторого времени, которое называется временем релаксации. Вследствие этого ионная атмосфера теряет центральную симметрию, и позади движущегося иона всегда будет некоторый избыток заряда противоположного знака. Возникающие при этом силы электрического притяжения будут тормозить движение иона. Таким образом, сила, действующая на ионы и определяющая скорость их движения в электрическом поле, а следовательно, электрическую проводимость раствора, будет [c.461]

При двин<ении любого иона нарушается сферическая симметрия его ионной атмосферы. Рассеивание существующей и образование новой атмосферы вокруг движущегося иона происходит не мгновенно, для восстановления ее требуется некоторое время, так называемое время релаксации. В результате при движении иона впереди него ионная атмосфера не успевает сформироваться, а позади не успевает полностью разрушиться, в связи с чем плотность противоположного заряда впереди движущегося иона несколько понижена, а позади — повышена. Некоторый избыток противоположных зарядов позади иона вызывает так называемое релаксационное торможение. [c.186]

Позади же иона, наоборот, плотность заряда несколько повышена, так как здесь ионная атмосфера еще полностью не распалась. Вызываемое в результате этих явлений торможение иона носит название релаксационного торможения (рис. 36). [c.127]

Перемещение центрального иона под действием электрического поля выводит его из центра прежней ионной атмосферы, которая затем разрушается за счет теплового движения ионов, а вокруг следующего положения центрального иона образуется новая ионная атмосфера. Образование и разрушение ионной атмосферы происходят с большой, но конечной скоростью, поэтому заряд ионной атмосферы впереди движущегося иона всегда меньше, чем позади него. Такая несимметричность ионной атмосферы приводит к возникновению релаксационного торможения и к уменьшению электрической проводимости на величину Д 2- [c.223]

В поле высокой частоты ионная атмосфера сохраняется, но все ионы совершают возвратно-поступательное движение настолько малой амплитуды, что симметричное расположение ионной атмосферы практически не нарушается, а релаксационное торможение исчезает. [c.224]

Недостатки теории Дебая — Гюккеля — Онзагера связаны с несовершенствами и ограниченностью ее теоретических допущений, рассматривающих лишь электростатическое взаимодействие ионов и усредненное влияние окружающей среды. В современных теориях концентрированных растворов электролитов, кроме образования различных ассоциатов, учитываются сольватация ионов и их конечные размеры, асимметричность распределения концентрации в движущейся ионной атмосфере, локальные изменения вязкости вблизи ионов, взаимодействие электрофоретического и релаксационного торможения и другие эффекты. Очевидно, что уточненные исследования растворов электролитов возможны лишь с учетом всей сложности их строения и разнообразных взаимодействий. [c.225]

С другой стороны, ион, передвигаясь, образует заново вокруг себя в каждой точке пространства ионную атмосферу, на что требуется некоторое время. Позади движущегося иона остается часть не успевшей диффузно рассеяться ионной атмосферы с избытком противоположных зарядов, задерживающих движение иона. Возникает так называемое релаксационное торможение. [c.91]

Частотный эффект Дебая, теоретически рассмотревшего влияние частоты переменного тока на электропроводность, свидетельствует о том, что при определенной (достаточно большой) частоте переменного тока взаимные смещения центрального иона и ионной атмосферы должны быть настолько малы, что ионная атмосфера, по существу, будет симметричной, и, следовательно, исчезнет релаксационное торможение, и соответственно увеличится электропроводность. Частотный эффект был также подтвержден экспериментально. [c.295]

Таким образом, сила, действующая на ион в электрическом поле, будет уравновешиваться не только силой трения, но также электрофоретическим и релаксационным торможением [c.10]

Концентрационная зависимость электрической проводимости по теории Дебая — Хюккеля — Онзагера [8, 27] объясняется существованием электрофоретического и релаксационного эффектов торможения ионов. Вычислив величины тормозящих сил, Онзагер вывел расчетное уравнение для электропроводности, отвечающее второму приближению теории Дебая — Хюккеля, получившее название предельного закона Онзагера для ЭП [c.864]

В этом заключается физическая сущность релаксационных явлений в растворах сильных электролитов, вызывающих дисперсионный эффект торможения ионов. Теперь следует наметить пути количественного выражения указанной зависимости. Для учета значения релаксационных явлений в процессах прохождения электричества через растворы необходимо выяснить величину времени релаксации ионных атмосфер. Для этого нужно внести определенность в само понятие времени релаксации ионной атмосферы. Примем в качестве определения времени релаксации ионной атмосферы время, в течение которого уплотненность ионной атмосферы понизится в е раз. Допустим, что уплотненность ионов в пределах ионной атмосферы выражается величиной концентрации с . Допустим, что концентрация Са столь [c.138]

Полученное отношение характеризует асимметрию в расположении иона относительно его ионной атмосферы, возникающую в результате движения иона. Чем больше эта асимметрия, тем больше то влияние, которое оказывают релаксационные явления на движение иона в данных условиях. Получив исходные соотношения, можно дать количественный вывод уравнения электропроводности, учитывающего и электрофоретический эффект и релаксационный эффект торможения ионов. Соответствующий вывод в наиболее общей форме был выполнен Онзагером. Чисто вычислительная сторона этого вывода отличается большой громоздкостью. Поэтому, опуская подробные подсчеты, покажем только конечный результат. [c.141]

Величина релаксационного торможения при частоте v, обозначенная Ац,, выражена в долях от нормальной величины релаксационного торможения в случае спокойного прямолинейного движения иона. [c.149]

Подсчитанным длинам волн действительно соответствует снижение релаксационного торможения Л, до половины его нормального значения, что видно на рис. 45. Интересно, что порядок расположения растворов по их концентрациям, следующий из подсчетов времени релаксации ионных атмосфер, полностью совпал с действительным расположением кривых снижения релаксационного торможения с ростом частоты переменного тока. [c.150]

НОСТИ растворов с многовалентными ионами будет иметь место при частотах V = более высоких, чем для одновалентных ионов. Для проверки справедливости этого качественного заключения, обратимся к рис. 46, на котором по оси ординат отложена величина релаксационного торможения электропроводности Л при данной частоте колебаний V, выраженная в долях от нормальной величины релаксационного торможения при прямолинейном движении иона. Из рис. 46 можно заключить, что приведенный выше вывод о значении валентности ионов в явлениях дисперсии электропроводности растворов оказался справедливым. [c.151]

Кроме катафоретического торможения, ион при своем движении испытывает еще релаксационное торможение. Происхождение этого рода торможения объясняется тем, что при перемещении иона в каждой новой точке вокруг него прежняя ионная атмосфера разрушается и создается новая. Поскольку новообразование и разрушение протекают во времени, можно представить себе, что старая ионная атмосфера позади иона не успела полностью разрушиться, а новая впереди иона не успела образоваться. Вследствие этого позади иона образуется избыток противоположно заряженных ионов, что и является причиной торможения. [c.389]

Релаксационное торможение можно пояснить еще таким образом движущийся ион в каждой точке своего пути дольше воздействует на те ионы, мимо которых он уже прошел, по сравнению с теми ионами, к которым он только приближается. Поэтому половина ионной атмосферы, которая находится позади движущегося иона, будет иметь более законченное строение и содержать больший избыток противоположно заряженных ионов по сравнению с той половиной, которая находится впереди движущегося иона. [c.389]

Выясним приблизительно величину релаксационного торможения. Избыток зарядов позади иона тормозит его движение с силой (е) V. Напряжение V нам неизвестно. Это напряжение получается в результате неравномерного распределения ионов в ионной атмосфере впереди и позади центрального иона. [c.390]

Электропроводность возрастает и в том случае, если в растворе создается весьма высокая напряженность поля, при которой скорости движения ионов становятся очень большими. В этих условиях ион движется настолько быстро, что на пути его не успевает создаваться ионная атмосфера. Релаксационное торможение уменьшается и при достаточно большой напряженности вовсе исчезает. В таком случае ноны испытывают только торможение, обусловленное самим растворителем. Отсутствие ионной атмосферы резко уменьшает и электрофоретический эффект. В таких условиях движение иона подобно движению его в бесконечно разбавленном растворе, когда электростатическое взаимодействие между ионами практически отсутствует. Электропроводность при этом увеличивается и стремится к некоторому предельному значению, отвечающему Я . [c.131]

На рис. 21 показано влияние частоты переменного тока на электропроводность при различной концентрации одной и той же соли. Тормозящая сила релаксации представлена вторым членом в уравнении (11,58), умноженным на ]/С (г + 2а). Эта сила уменьшается с ростом частоты. По ординате отложена эта величина при высокой частоте (Лв), отнесенная к такой же величине при низкой частоте (Хн). Уменьшение отношения Яв/Я показывает ослабление релаксационного эффекта торможения ионов. Видно, [c.116]

Аналогичное явление наблюдается и в сильных электролитах, так как при нагревании не только увеличивается подвижность ионов вследствие уменьшения вязкости, но и уменьшается диэлектрическая проницаемость, что приводит к увеличению плотности иЬнной атмосферы, а следовательио, к увеличению электрофоретического и релаксационного торможений. [c.438]

На основе электростатической теории сильных электролитов Дебай, Гюккель и Онзагер получили выражение для эквивалентной электропроводности предельно разбавленных растворов сильных электролитов. Изменение эквивалентной эле.чтропроводности растворов сильных электролитов с концентрацией электролита объясняется торможением движения ионов в электрическом поле из-за их электростатического взаимодействия. С увеличением концентрации раствора ионы сближаются и электростатическое взаимодействие между ними возрастает. При этом учитываются два эффекта, вызываюш,их электростатическое взаимное торможение ионов электрофоретический и релаксационный эффекты. [c.261]

В очень сильном электрическом поле скорость движения ионов электролита может быть настолько велика, что ионная атмосфера не успевает сформироваться. Первоначально сушест-вовавшая ионная атмосфера, после того как цетральный ион под действием электрического поля будет перемещен в новое положение, ликвидируется за счет беспорядочного теплового движения ионов. В результате как электрофоретическое, так и релаксационное торможение исчезает, а электрическая проводимость принимает предельное значение. [c.224]

Теория электропроводности растворов сильных электролитов была разработана П. Дебаем и Л. Онзагером. В этой теории, помимо силы торможения иона, возникающей при его движении в вязкой среде, учитываются две дополнительные силы тормо-лсения, вызываемые наличием ионной атмосферы. Эти две силы связаны с двумя эффектами электрофоретическим и релаксационным. [c.174]

Различают электрофоретическое и релаксационное торможения. Электрофоретический эффект возникает потому, что при наложенин электрического поля центральный гидратированный ион и ионная атмосфера сдвигаются в противоположных направлениях, что вызывает дополнительную электрофоретическую силу трения, уменьшающую абсолютную скорость передвижения иона. Релаксационный эффект или эффект симметрии вызывается тем, что при движении иона ионная атмосфера разрушается, а вновь образованная несимметрична ее плотность впереди движущегося иона меньше, чем позади. Релаксационный эффект исчезает при такой частоте переменного поля, когда взаимные смещения иона и ионной атмосферы малы и ионная атмосфера практически симметрична. Исчезновение релаксационного эффекта называют дисперсией электропроводности. [c.94]

Эквивалентная электропроводность изменяется с температурой. Для большинства электролитов с повышением температуры электропроводность увеличивается, что объясняется повышением подвижности ионов. Однако для некоторых электролитов, особенно в неводных средах, возможно и снижение электропроводности. Это связано с уменьшением диэлектрической проницаемости растворителя. Величина эквивалентной электропроводности зависит также от амплитуды и частоты приложенного электрического поля. Особенно заметно это проявляется в растворах сильных электролитов, где на перемещение ионов оказывает влияние окружающая противоионная атмосфера. При высоком напряжении ион движется значительно быстрее, чем образуется ионная атмосфера, и поэтому отсутствуют, катафоретиче-ские и релаксационные эффекты. Электропроводность растворов в этих условиях резко возрастает. Релаксационное торможение снижается, кроме того, при повышенных частотах (эффект Дебая—Фаль-кенгагена). В растворах слабых электролитов электропроводность также растет с увеличением градиента поля, однако природа этого явления связана с изменением равновесия диссоциации. При высоком градиенте потенциала равновесие сдвигается в сторону образования ионов. [c.225]

При наложении электрического поля катионы и анионы перемещаются в сторону, противоположную движению своих цонных атмосфер. Это вызывает так называемое электрофоретическое торможение (рис. 5). Окружающая ион атмосфера должна исчезать позади движущегося иона и образовываться впереди него. Оба эти процесса происходят ие мгновенно. Впереди иона атмосфера не успевает полностью сформироваться, а позади — распасться. Поэтому количество электрических зарядов противоположного знака в ионной атмосфере впереди иона несколько понижено, а позади —повышено. Это вызывает релаксационное торможение (рис. 6). [c.9]

Теория сильных электролитов показывает, что образование ионных атмосфер ведет к замедлению движения ионов. Механизм замедляющего влияния ионных атмосфер двоякий. С одной стороны, имеет место электрофоретический механизм торможения, заключающийся в появлении встречного движения ионной атмосферы. Величину снижения электропроводности, вызванного электрофоретическим торможением, обозначим Ла. Кроме того, существует релаксационный механизм торможения движения иона. Замедленность процесса рассеяния ионной атмосферы ведет к тому, что при движении иона центр его ионной атмосферы как бы отстает от него. Противоположность зарядов иона и его ионной атмосферы ведет к тому, что отстающая от иона атмосфера притягивает его к себе, т. е. тормозит двигающийся ион. Релаксационное торможение ведет к понижению электропроводности. Обозначим понил<ение электропроводности, вызываемое релаксационным торможением, через Если величину эквивалентной электропроводности при бесконечном разведении обозначить через Аоо, то электропроводность раствора с конечной концентрацией Л может быть вычислена по уравнению [c.147]

В дальнейшем эта формула была теоретически обоснована П. Дебаем и Э. Гюккелем (Р. Debye, Е. Hii kel, 1923), которые объясняли уменьшение эквивалентной электропроводности с увеличением концентрации катафоретическим и релаксационным торможениями движения ионов. Катафоретическое торможение вызывается обратным направлением сил, действующих на ионную атмосферу, окружающую центральный заряд противоположного знака. Релаксационное торможение вызывается избытком противоположных зарядов позади движущегося иона вследствие того, что ионная атмосфера не успевает рассосаться полностью. Расчеты показывают, что уменьшение электропроводности под влиянием катафоретического и релаксационного торможений пропорционально квадратному корню из концентрации, что и выражается формулой Кольрауша. [c.26]