Ион-ионное взаимодействие в растворах электролитов

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]

Однако термодинамический метод не раскрывает механизма взаимодействия ионов. Наиболее наглядно это проявляется в том, что при помощи термодинамического метода свойства раствора электролита можно описать как в предположении его полной диссоциации (а=1), так и при допущении, что электролит диссоциирован лишь частично. В самом деле, допустим вначале, что в системе (А) а=1 и, следовательно, раствор содержит +т молей катионов, v m молей анионов и ЮОО/Мо молей растворителя. В этих условиях для свободной энергии Гиббса получаем выражение [c.38]

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 [c.118]

Как показали исследования, адсорбция растворенных веществ на твердой поверхности гораздо сложнее, чем адсорбция растворенных веществ на поверхности жидкостей. Общая теория адсорбции на твердой поверхности з достаточной мере еще не разработана. Создание общей теории этого вида адсорбции осложняется не только особым характером поверхности твердых адсорбентов, но и тем, что при адсорбции из раствора происходит одновременная адсорбция растворителя и растворенного вещества. Кроме того, при этом еще необходимо учитывать взаимодействие между молекулами растворенного вещества и растворителя. Вопрос становится еще более сложным, когда растворенным веществом является сильный электролит, и процесс адсорбции принимает ионный характер. [c.200]

При опускании металлического электрода в раствор своих ионов при отсутствии тока металл и раствор взаимодействуют и становится возможным переход некоторого количества ионов металла в электролит и обратно. Через некоторое время на границе металл — раствор устанавливается равновесие, обусловленное равенством химических потенциалов вещества в обеих фазах. Достижение равновесного состояния совсем не означает, чго в системе не протекают никакие процессы. Обмен ионами между твердой и жидкой фазами продолжается, но скорости таких переходов становятся равными. Равновесному состоянию отвечает определенный равновесный потенциал. Очевидно, что равновесие на границе металл — раствор соответствует условию [c.10]

Если прибавляемый к раствору электролит образует ионы, резко отличающиеся по свойствам от присутствующих, тогда между противоположно заряженными ионами различных электролитов может произойти взаимодействие. В этом случае происходит химическая реакция и появляется новое соединение за счет образования прочной связи между ионами. Оно отличается от исходных тем, что либо является менее растворимым и удаляется из раствора в виде осадка или газа, либо в меньшей степени диссоциирует на составляющие его ионы. Все эти процессы сопровождаются убылью изобарного потенциала. [c.195]

В теории электролитической диссоциации Аррениуса предполагалось, что ионы в растворах находятся в состоянии беспорядочного движения (подобно газообразному состоянию). Это позволило применить законы, характеризующие газообразное состояние к электролитам. Однако в предположении о беспорядочном распределении ионов в растворе не учитывалось электростатическое взаимодействие между ионами, которое проявляется на достаточно больших расстояниях. В сильных электролитах, например, действие между ионами настолько велико, что в концентрированных растворах возникает тенденция к упорядоченному распределению, аналогичному ионным кристаллам (где каждый ион окружен ионами противоположного знака). Дальнейшие исследования показали, что в реальных растворах средней концентрации распределение ионов в электролите является промежуточным между беспорядочным и полностью упорядоченным. Электростатические силы стремятся создать такое распределение, при котором каждый ион окружен исключительно ионами противоположного знака, но этому противодействует хаотическое движение ионов, приводящее к беспорядочному распределению. В конечном итоге, около каждого иона образуется ионная атмосфера, в которой преобладают ионы противоположного (по сравнению с центральным ионом) знака. [c.60]

Двойной электрический слой мон ет возникать на границе раздела фаз твердое тело —раствор (электролит) в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита из раствора на поверхность твердого тела (см. гл. VII, 8) или в результате диссоциации поверхностных молекул вещества твер>. дой фазы с переходом ионов в другую фазу. Примером двойного электрического слоя, образованного в результате диссоциации, является ионный слой частиц гидрозоля диоксида кремния. Поверхностные молекулы диоксида кремния при взаимодействии с водой образуют кремниевую кислоту, которая диссоциирует [c.197]

Электролитический механизм проявляется как при взаимодействии жидкостей и твердых тел, так и при разделении твердых тел, поверхности которых находились в соприкосновении. Например, при погружении металла в раствор электролита ионы металла переходят в раствор, и на границе металл — электролит протекает ток. Этот процесс длится до образования двойного электрического слоя, обуславливающего возникновение межфазной разности потенциалов и препятствующего дальнейшему возрастанию концентрации ионов металла в электролите. [c.30]

Величина хд различных растворов электролитов зависит от их ионного состава и концентрации. Зависимость хл = /(С) характеризуется максимумом, что объясняется увеличением межионного взаимодействия в электролите при повышении его концентрации. Для большинства электролитов такой максимум наблюдается при концентрациях 100—200 г/л, что не характерно для природных и сточных вод. Для слабоконцентрированных солей (0,5—5 г/л) может быть принят линейный характер зависимости электропроводности от концентрации. [c.29]

Выше были рассмотрены реакции между полиэлектролитами в разбавленных водных растворах, которые сопровождаются выделением полиэлектролитного комплекса в высокодисперсную фазу. Это, безусловно, осложняет возможность получения изделий из таких комплексов. Однако, изменяя различные параметры, например ионную силу раствора и диэлектрическую проницаемость среды, можно ослабить взаимодействие между полиионами и таким образом избежать образования осадка. Так, например, смесь солевых форм сильных полиэлектролитов остается прозрачной в селективном тройном растворителе, содержащем воду, сильно ионизованный низкомолекулярный электролит и полярный органический растворитель, смешивающийся с раствором электролита [c.10]

Теория Дебая —Хюккеля позволяет рассчитать коэффициент активности ионов в электролите. Коэффициент активности соответствует работе, которая была бы совершена, если 1 моль зеш,ества из некоторого воображаемого раствора без электростатического взаимодействия перенести в раствор, в котором он имеет место. [c.333]

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]

Для объяснения того факта, что сильный электролит, находящийся даже в кристаллическом состоянии в виде ионов, в растворе имеет степень диссоциации меньше 100%, следует предположить наличие сильного взаимодействия между ионами в растворе. [c.284]

Таким образом, представление о диффузионном строении жидкостной обкладки слоя учитывает взаимодействие ионов в растворе. Представление о диффузном слое помогло объяснить ряд электрокапиллярных явлений, например снижение и смещение максимума электрокапиллярной кривой в зависимости от концентрации и состава капиллярноактивных ионов в электролите. [c.203]

Однако физико-химические свойства не очень разбавленных растворов сильных электролитов, а особенно растворов средних и высоких концентраций, не соответствуют представлениям об их полной диссоциации. Измеряемая степень диссоциации электролита в них может быть заметно меньше единицы, она стремится к единице лишь при бесконечном разбавлении. Это явление свидетельствует о том, что, хотя сильный электролит и диссоциирован нацело, но ионы в растворе не могут двигаться совершенно независимо друг от друга, подобно молекулам идеального газа, а взаимодействуют не только с растворителем, но и друг с другом. [c.182]

Вредное действие железа заключается в том, что при электролизе ионы Ре2+ окисляются у анода в ионы Ре +, последние восстанавливаются у катода обратно в Ре +, вызывая тем более значительное снижение выхода по току, чем выше концентрация ионов железа в электролите. Кроме того, ионы Ре - частично окисляют катодную медь, вызывая ее обратное растворение. Для ликвидации вредного действия железа иногда прибегают к удалению его из раствора. Для этого раствор обрабатывают- дробленым известняком, который вначале нейтрализует свободную серную кислоту, а затем взаимодействует с сульфатом железа. [c.35]

В развитии химической теории растворов электролитов важную роль сыграли работы И. А. Каблукова. Каблуков впервые высказал мысль о том, что вода, растворяя электролит, вступает во взаимодействие с его ионами, образуя непрочные соединения. В настоящее время гидратация ионов, т. е. их взаимодействие с водой, является общепризнанным фактом, представляющим большой теоретический и практический интерес. [c.15]

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]

Соль образована слабой кислотой и сильным основанием. Пример такой соли — уксуснокислый натрий. Эта соль (сильный электролит) в воде практически полностью диссоциирована на ионы N3 и СНзСОО . Часть ацетат-ионов, взаимодействуя с водой, образует слабодиссоциирующую уксусную кислоту и. ионы ОН . В растворе нарушается равновесие ионов Н+ и 0Н , при этом последние преобладают [c.17]

В широкой области концентраций насыщенных растворов, когда воду можно считать растворителем, а электролит растворенным веществом, переход ионов в раствор идет с образованием нового типа связей между частицами, отсутствующего у исходных компонентов. В этих системах проявляются специфические черты водного растворителя, связанные с гидратацией ионов и их взаимодействием со структурированной водой в растворе. Они и будут разбираться Рис. 1. Вид поли- в дальнейшем. В широком интервале концентраций термы раствори- растворенного вещества структура раствора можег [c.24]

Молекулы электролита и растворителя вступают в химические взаимодействия, которые приводят к реакциям обмена заряженными частицами или к образованию новых молекул, способных диссоциировать на ионы. К таким процессам относятся протолитические реакции (см. 4, гл. 20), при которых соверщается переход протона от молекулы электролита к молекуле растворителя, или обратно. Характер таких реакций и свойства раствора, зависящие от вида и числа образующихся ионов, определяются природой электролита и растворителя. Один и тот же электролит, в зависимости от вида растворителя, может обладать различными свойствами. Например, раствор соляной кислоты в воде является сильным электролитом, ее диссоциация в этом случае обеспечивается передачей протона растворителю и идет почти до конца [c.210]

При соприкосновении металла с электролитом происходит электрохимическое его растворение, т. е. переход положительных ионов металла в электролит. По мере накопления ионов металла в растворе начинается обратная реакция, обусловленная образованием отрицательно заряженной поверхности на паяемом металле по мере ухода с нее положительных ионов в электролит. При этом возникает разность потенциалов между металлом и электролитом, которая препятствует дальнейшему растворению металла. Такой двойной слой образуется практически мгновенно. Когда взаимодействие отрицательно заряженного металла и положительных ионов в электролите станет таким, что процесс ионизации (растворения) прекратится, наступит равновесие. Тем не менее, образование равновесного состояния на границе металл — электролит не означает прекращения процесса ионизации при нем скорости реакции ионизации и обратного процесса лишь равны. При этом устанавливается равновесный потенциал между слоем свободных зарядов на поверхности металла и слоем заряженных ионов в растворе. Если при этом не протекает других реакций на границе металл — электролит, скачок равновесного потенциала зависит от концентрации ионов и температуры, определяется по уравнению Нернста (для обычной реакции элемента) [c.166]

Предлагается по нескольку растворов различных электролитов (с указанием растворителя и его диэлектрической постоянной О), для которых при заданной температуре Т известны величины концентраций с и средних активностей а . На основании зависимости среднего коэффициента активности от концентрации (/ / . от ]/ с необходимо выбрать тот электролит, в котором межионное взаимодействие определяется силами притяжения. Из остальных электролитов следует выбрать такой, где силы отталкивания начинают проявляться при наиболее низкой концентрации. Для обоих выбранных электролитов рассчитать радиусы ионной атмосферы 1/Х при заданных концентрациях с, и [c.27]

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]

Компоненты реальных растворов взаимодействуют между собой. Растворенный электролит характеризуется не.только активностью а, коэффициентом активности у и концентрацией с, но и средней, ионной активностью.средним ионным коэффициентом активности у средней ионной концентрацией. 7 зависит от заряда ионов, ионной силы раствора I, однако не зависит от вида нонрв. Для растворов электролитов умеренных концентраций действенно соотнощение [c.13]

Слабый электролит в растворе находится в основном в-виде недиссоциированных ковалентносвязанных молекул, и лишь небольшая его часть, соответствующая степени диссоциации, образует ионы. Степень диссоциации слабого электролита мала даже в наиболее разбавленных растворах и резко снижается при повышении концентрации (например,, в 0,001 м растворе уксусной кислоты при 25 °С степень дис- социации равна 0,12, в 0,1 м растворе — 0,014). В растворах сильных электролитов диссоциация полная или почти не отличается от 1, а относительное изменение степени диссоциации при разбавлении раствора невелико. С другой стороны, поскольку в растворах слабых электролитов число ионов значительно ниже из-за малой степени диссоциации по сравнению с числом ионов в растворах сильных электролитов равной концентрации, электростатическое взаимодействие между ионами и его изменение при варьировании концентрации гораздо ниже в растворах слабых, чем в растворах сильных электролитов. Следовательно, зависимость отроводи-мости слабых электролитов от концентрации и температуры раствора определяется главным образом изменением степени диссоциации при варьировании указанных факторов, а электростатическое взаимодействие ионов имеет небольшое значение. Проводимость же разбавленных растворов сильных электролитов вследствие электростатического взаимодействия ионов, в основном зависит от концентрации электролита, а изменение степени диссоциации небольшого числа недиссо-циированных молекул вносит в значение проводимости не более как несущественную поправку. Однако и в растворах слабых электролитов нельзя пренебречь образованием ионных пар, удерживаемых электростатическими силами, хотя их число незначительно по сравнению с недиссоциированными ковалентно связанными молекулами. Эти два процесса невозможно различить по данным измерений проводимости. [c.405]

Для последующего электролиза наиболее вредными примесями в растворах после выщелачивания являются хлор и железо, а также соединения алюминия и мышьяка, азотная кислота. Хлор-ионы способствуют сильному разрушению анодов из свинца и его сплавов. Ионы железа окисляются на аноде при высокоположительном его потенциале окисленные ионы взаимодействуют с металлической медью на катоде и переводят ее в раствор, сами при этом восстанавливаясь, и т. д. Выход меди по току падает. Сульфат алюминия накапливается и снижает электропроводность электролита. Мышьяк вреден для катодного процесса, см. 41. Йоны азотной кислоты в электролите приводят к быстрому разрушению свинцовых анодов. [c.253]

Снижение перенапряжения процесса растворения — выделения металла часто происходит в результате образования поверхностных комплексов с анионами раствора электролита. Так, в присутствии адсорбирующихся галоидных анионов возрастает величина тока обмена, например, между амальгамой цинка и раствором его соли [296]. Как мы видели, ионы хлора в щелочных растворах депас-сивируют железо. Галоиды оказывают активирующее действие, адсорбируясь в виде ионов, причем образующийся комплекс, очевидно, гидратирован. Вероятно, во многих случаях такого рода активация может быть объяснена на основании теории двойного слоя при учете г з 1-потенциала. Гидратированный поверхностный комплекс металла с галоидом легко теряет связь с основной массой металла и переходит в раствор. Этим объясняется, например, тот факт, что скорость анодного растворения платины при постоянном потенциале оказывается пропорциональной концентрации ионов хлора в электролите [265]. Пассивирующее действие аниона связано, вероятно, с более глубоким взаимодействием между анионом и металлом, приводящим к образованию поверхностных соединений, теряющих гидратирующую воду и получающих свойства пленки. В настоящее время нет еще простой теории, которая бы объясняла полностью наблюдающиеся в этом случае кинетические эффекты. [c.147]

Далее, в теории Дебая и Хюккеля принято, что число ионов в единице объема прямо пропорционально концентрации электролита, т. е. что при всех концентрациях электролит полностью диссоциирован. Если же диссоциация электролита неполная или ионы взаимодействуют с образованием нейтральных ионных пар, то в расчетных формулах должна фигурировать только концентрация электролита, распавшегося на ионы. При расчете кулоновского взаимодействия между ионами Дебай и Хюккель полагают, что в разбавленных растворах можно пользоваться значением диэлек-трической проницаемости чистого растворителя. Между тем, вблизи ионов молекулы растворителя ориентированы и, следовательно, диэлектрическая проницаемость такого структурированного слоя растворителя отличается от диэлектрической проницаемости того же растворителя с беспорядочным расположением молекул. Поэтому использование значения диэлектрической проницаемости чистого растворителя будет оправдано только для разбавленных растворов, когда вклад толщины структурированных слоев вокруг ионов в расстояние между ними незначителен. [c.46]

Простота тер одинамичеоких свойств является отражением простоты взаимодействий, осуществляющихся в смешанных растворах,подчиняющихся правилу Здановского - например, отсутствия химических взаимодействий между электролитами, образовавшими смешанный Jpa-створ. Согласно общепринятой точке зрения набухший ионит можно рассматривать как раствор соединений фиксированный ион - противоион (резинатов) в воде набухания. С этих позиций система ионит -необменно поглощенный электролит представляет собой сметанный раствор электролитов с общим ионом (противоионом). [c.89]

В растворах сильных электролитов (даже в разбавленных растворах) электростатическое взаимодействие между ионами велико и их нужно рассматривать как неидеальные растворы и использовать метод активности. Так, сильный электролит Mv J,Av полностью диссоциирует на ионы [c.245]

В первом приближении теория исходит из представлений об ионе как о материальной точке, свойства которой" проявляются только величиной заряда. Электролит считается полностью диссоциированным (а=1), диэлектрические постоянные раствора и растворителя принимаются равными, силы взаимодействия рассматриваются как электростати- [c.11]

Под электролитом понимают вещество, молекулы которого в растворе способны распадаты я на ионы. Это происходит обычно под влиянием молекул растворителя. Электролиты подразделяют на сильные и слабые. Сильные электролиты практически нацело распадаются в растворах на ионы. В случае силе ных электролитов молекулы растворителя зачастую образуют настолько прочные комплексы с заряженными частицами, что энергия образования этих комплексов значительно превосходит энергию связей внутримолекулярного взаимодействия в исходных молекулах. Образование комплексов ион-молекулы растворителя — следствие процесса сольватации. Примером сильных электролитов могут служить азотная кислота, хлорид натрия и т.д. В случае слабых электроли- [c.226]

НОН РЬОН" + Н КОз-+НОН- НЫОз + ОН-Г идроксид свинца - слабое основание, так как малорастворим в воде. Та его часть, которая все же растворилась, диссоциирована на ионы РЬОН и ОН. Диссоциация по второй ступени до ионов РЫ и ОН практически не происходит, т. е. химическая связь между атомами свинца и кислорода в ионе РЬОН достаточно прочна и эта частица в данных условиях устойчива. Это значит, что первое уравнение соответствует реально протекающему взаимодействию в растворе соли свинца. Его результатом является связывание ионов свинца в стабильную частицу РЬОН и появление в растворе некоторого количества протонов. Азотная кислота HNO очень сильный электролит, в растворах диссоциирует нацело. Поэтому вторая реакция необратима и идет справа налево (можно поставить знак <—). Таким образом, гидроксид-ионы в данном растворе образовываться не могут, и протоны остаются нескомпенсирован-ными. Не по заряду, т. к. раствор, по определению, электронейт-рален, какие бы процессы в нем не проходили, и суммарный заряд положительных ионов равен суммарному заряду отрицательных. Поэтому нитрат свинца в растворе гидролизован и его раствор имеет кислую среду. [c.138]

Если в раствор, содержащий гидролизующийся электролит, например СН3СООК, добавить электролит, который не подвергается гидролизу, например КС1, Na l, KNO3, то равновесие гидролиза смещается. Это объясняется тем, что вследствие образования гидрат-ных оболочек у ионов введенного электролита усиливается или ослабляется гидратация ионов гидролизующегося соединения. Смещение равновесия гидролиза протекает также в. результате усиления межионного взаимодействия и уменьшения степени диссоциации с ростом концентрации раствора. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология