Свойства растворов электролитов — свойства ионов

Как известно из школьного курса, по способности диссоциировать на ионы растворы электролитов разделяют на слабые и сильные. В растворе слабые электролиты состоят из молекул, которые частично распадаются на ионы под действием растворителя сильные электролиты состоят из ионов, которые за счет сольватации разъединены между собой. Образование сольватированных ионов обусловливает особые свойства растворов электролитов. Следует иметь в виду, что деление электролитов на слабые и сильные в значительной степени условно. Оно зависит от концентрации электролита, природы растворителя и некоторых других факторов. В очень разбавленных растворах все электролиты можно отнести к сильным. Йодисты натрий в воде ведет себя как сильный электролит, а в уксусной кислоте или ацетоне — как слабый электролит. Состояние сольватированного иона в растворе можно представить формулой [c.224]

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]

В разбавленных растворах сильных электролитов и ионов в небольшой степени могут образоваться также свободные комплексы, незаряженные или с незначительным зарядом. В растворах истинных электролитов это ионные пары, удерживаемые в основном электростатическим притяжением, тогда как в растворах потенциальных электролитов— ионные пары и ковалентные молекулы или только последние. Образование ионных пар или ковалентных молекул сопровождается сокращением числа носителей заряда и закон действующих масс справедлив для обоих процессов. Поэтому они одинаково влияют на зависимость проводимости от концентрации электролита. Следовательно, по измерениям зависимости проводимости от концентрации невозможно определить, каким явлением —образованием ковалентных молекул или ионных пар — обусловлено снижение в электролите числа возможных носителей заряда. Трудно ответить на этот вопрос и при помощи методов, основанных на других свойствах растворов (например, осмотических и (потенцио-.метрических параметрах),, которые также зависят от общего электростатического взаимодействия ионов. Однако в ряде случаев два типа ионной ассоциации можно различить путем измерения оптических параметров, поскольку ковалентные связи заметно изменяют оптические свойства растворов. [c.347]

Как видно из рис. 1, для, осуществления электрохимической реакции необходима некоторая система — электрохимическая цепь. Существенные элементы такой цепи — металлические (или полупроводниковые) электроды, проводник второго рода (раствор электролита, его расплав или твердый электролит) и границы раздела фаз между металлом и электролитом, между двумя различными металлами и между двумя различными электролитами. Закономерности протекания тока в электрохимической цепи, а также закономерности электрохимического равновесия определяются свойствами всех этих элементов. Строение металлов и полупроводников, а также их электропроводность служат объектом изучения физики, а не химии. Объекты изучения электрохимии — ионные системы (проводники второго рода) и границы раздела фаз с точки зрения их структуры и механизма переноса заряженных частиц. [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]

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]

Электрохимия — это наука, которая изучает закономерности, связанные с взаимным превращением химической и электрической форм энергии. Взаимное превращение этих форм энергии соверщается в электрохимических системах. Непременными составными частями электрохимической системы являются ионный проводник электричества — электролит два металлических электрода, которые создают контакт двух фаз — жидкой и твердой внешняя цепь — металлический проводник, обеспечивающий прохождение тока между электродами. Для того чтобы знать, каким закономерностям подчиняются электрохимические реакции, от чего зависит их скорость, что является источником электрической энергии в электрохимической системе и каков механизм прохождения электрического тока, необходимо изучить свойства растворов электролитов, электрохимические равновесия на поверхности раздела двух фаз, термодинамику электрохимических систем и кинетику электродных процессов. [c.6]

К слабым электролитам относятся органические кислоты, а также кислоты борная, азотистая, кремневая, мышьяковая и мышьяковистая, угольная, сернистая, сероводородная, ортофос-форная, цианистоводородная, хлорноватистая и другие, некоторые основания, гидразин и гидроксиламин, органические основания и, наконец, к слабым электролитам принадлежит вода, незначительно диссоциирующая на ионы водорода и ионы гидроксила. Существенное различие между сильными и слабыми электролитами заключается в следующем. Сильный электролит, поскольку он нацело диссоциирован, образует при данных условиях максимально возможную концентрацию ионов, создающих интенсивное электрическое поле сил. Наличие этого поля обусловливает резкое уклонение растворов сильных электролитов от свойств идеального раствора. Естественно поэтому, что те закономерности, которые строго выполняются для идеального или близкого к нему по свойствам раствора, неприменимы к растворам сильных электролитов. [c.150]

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]

Влияние растворителя на диссоциацию [5]. Природа растворителя часто оказывает существенное влияние а степень диссоциации данного вещества и, следовательно, должна быть учтена при решении вопроса, будет ли раствор обладать свойствами сильного или слабого электролита. Были проведены опыты е растворами азотнокислого тетраизоамиламмония в ряде смесей воды и диоксана (см. стр. 79). Если растворитель содержит значительный процент воды, эта система ведет себя как сильный электролит, "однако, когда в растворителе имеется относительно большое количество диоксана, раствор приобретает типичные свойства слабого электролита. В этом случае (как и в других аналогичных случаях, когда растворенное вещество состоит из частиц, удерживаемых между собой связями почти исключительно гетерополярного характера) тем специфическим свойством растворителя, от которого зависит диссоциация, является, повидимому, диэлектрическая постоянная (см. гл. II и III). Чем выше диэлектрическая постоянная среды, тем меньше взаимное электростатическое притяжение ионов и, следовательно, тем больше вероятность их существования в свободном состоянии. Так как диэлектрическая постоянная воды при 25° равняется 78,6, а диоксана — около 2,2, то приведенные выше факты легко поддаются объяснению. [c.39]

Никель, как и железо, способен к пассивации. Его пассивность в отличие от железа более устойчива и может возникать на воздухе, в водных растворах щелочи и при анодной поляризации. Добавка никеля к стали или чугуну обычно оказывает облагораживающее действие а черные металлы, их сплавы с никелем более стойки к коррозии. Пассивность никеля обусловлена образованием стойких окисных пленок, закрывающих поверхность металла и затрудняющих переход его ионов в раствор. В зависимости от способа пассивации строение и состав окисных пленок могут быть различны. Пассивность никеля может вызываться хемосорбцией гидроксильных или кислородных ионов иа поверхности металла, образованием его окислов и гидроокисей или других нерастворимых в данном растворе соединений. Пассивирование никеля при анодной поляризации определяется свойствами анионов электролита и сильно зависит от величины pH раствора чем больше его pH, тем скорее и полнее пассивируется металл . Пассивации способствуют также повышение анодной плотности тока, снижение температуры и наличие в растворе ионов никеля. Противоположное влияние на пассивацию никеля оказывает присутствие в электролите хлор-иона, сульфатов, карбонатов и других кислотных анионов 5 З", а также наличие примесей в металле Агрессивное действие ионов хлора и кислородсодержащих анионов проявляется тем сильнее, чем меньше концентрация щелочи. В растворах карбонатов никелевый анод нестоек. [c.212]

Когда прибавляемый электролит не имеет с рассматриваемым общих ионов, влияние его сказывается только через изменение общих свойств раствора, изменяющих активности ионов рассматриваемого электролита. [c.526]

Таким образом, все взаимодействия сведены к кулоновским и никак не учтены явления сольватации. Между тем, как мы видели ранее, явления сольватации сопровождаются довольно сильными энергетическими эффектами, зависящими от природы и концентрации электролита, а также от растворителя. В связи с этим, очевидно, необходим несколько иной подход, который бы учитывал вышеперечисленные свойства раствора. Прежде всего напрашивается модель диполь - дипольного взаимодействия. Такая модель способна описать электролит не только в виде ионов, но и в виде нейтральных, но дипольных молекул растворенной соли с разнесенными в пространстве зарядами. Чтобы выяснить природу этого явления, целесообразно несколько искусственно разбить потенциальную энергию Ш на две части короткодействующую (квантовую) часть Шз взаимодействия частицы с ближайшими молекулами среды и дальнодействующую (кулоновс-кую) Шьу которая описывает взаимодействие заряженной частицы с электрическими диполями молекул растворителя, расположенными вне первой сольватной оболочки. [c.163]

Стандартные характеристики растворенного вещества согласно общепринятому выбору стандартного состояния относятся к гипотетическому одномоляльному раствору, обладающему свойствами бесконечно разбавленного, т. е. к нулевой ионной силе, а химический эксперимент проводится при конечных концентрациях реагентов. Изучение равновесий, как правило, проводится в растворах с постоянным и довольно высоким значением ионной силы, причем полученные значения констант равновесия и тепловых эффектов далеко не всегда пересчитываются на нулевую ионную силу. Термодинамические характеристики реакций комплексообразования при конечных значениях ионной силы оказываются несопоставимыми с основными стандартными характеристиками ионов, фигурирующими в справочной литературе, что закрывает путь для многих расчетов и сопоставлений. Термодинамические характеристики для растворов с конечным значением ионной силы часто оказываются несопо-ставимыми и между собой, так как каждый исследователь выбирает значение ионной силы раствора и электролит для ее поддержания в значительной степени произвольно, используя чаще всего нитраты или перхлораты, а иногда хлориды щелочных металлов. [c.260]

Способность диссоциировать на противоположно заряженные ионы зависит не только от природы электролита, но и от природы растворитёля. Так, хлорид натрия при растворении в воде проявляет себя как сильный электролит, а в спиртовом растворе обладает свойствами слабого электролита. Объясняется это тем, что вода как растворитель обладает большой диэлектрической проницаемостью по сравнению со спиртом. Диэлектрическая проницаемость — это величина, показывающая, во сколько раз уменьшается сила взаимодействия электрических зарядов при переносе их из вакуума (пустоты) в однородную среду, если расстоя-. ние между зарядами остается неизменным. [c.99]

Мищенко с сотрудниками [114, 444] показали, что при теоретическом рассмотрении зависимости свойств растворов электролитов от их концентрации необходимо различать две концентрированные области. В первой имеется избыток свободной воды (Н20)р+< и (HgO) , не вошедшей в ионные гидраты во второй же вся наличная вода входит в гидратные сферы и при дальнейшем внедрении ионов возникает недостаток молекул растворителя. Последнее приводит к конкуренции за растворитель, в результате чего начинается его перераспределение в пользу иона, обладающего большей энергией гидратации. В первой области поведение растворителя изменено (по сравнению с таковым для чистого растворителя) присутствием ионов. Во второй области [от границы полной сольватации (ГПС) до насыщения] уже следует говорить об электролите и влиянии на него присутствующего растворителя. Структурные особенности растворов второй области связаны со структурой кристаллов растворенных веществ и по этой причине нами не рассматриваются. [c.175]

Возможности составления электролитных ванн тем более расширяются, что вовсе не обязательно брать индивидуальный растворитель. Комбинируя растворители с различными свойствами, можно получить электролит, удовлетворяющий самым строгим требованиям. Так, добавляя к соли, скажем, титана какой-нибудь растворитель с низкой диэлектрической проницаемостью, но высокой химической активностью (например, пиридин), обеспечивают протекание общей схемы равновесий в растворах до образования ионного ассоциата а добавляя затем более инертный, но обладающий высокой диэлектрической проницаемостью растворитель (например, пропиленкарбонат), сдвигают схему равновесий до образования свободных ионов, то есть обеспечивают достаточную для проведения электролиза ионную концентрацию, а следовательно, и электропроводность. И вот теперь можно из такого раствора осаждать титан электролизом. [c.88]

Высокомолекулярная РНК вируса ведет себя, как полимерный электролит. Ее свойства резко зависят от ионной силы раствора (рис. 92). [c.275]

Как уже было указано, известны и другие свойства растворов, изменяющиеся с концентрацией. Давление пара и осмотическое давление растворов понижаются в меньшей степени, чем можно было ожидать на основании предположения о том, что весь электролит существует в растворе в виде свободных ионов. Отклонения от ожидаемых значений для растворов при бесконечном разбавлении были выражены в виде осмотических коэффициентов /о. Для [c.212]

В области "потенциалов электрохимического окисления металлов и разряда ионов гидроксила наблюдается процесс электрополировки. Но этот процесс может осуществляться только в электролитах, в которых растворяются образующиеся на поверхности металла пассивные пленки. Нри этом пассивные пленки, образующиеся на выступах, как менее совершенные, будут растворяться более энергично. Одновременно с этим электролит должен обладать свойством растворять пассивные пленки, образующиеся на различных структурных составляющих сплава, с относительно равной скоростью. Только в этом случае электрохимическая гетерогенность металла не проявится и металл будет полироваться. [c.32]

Введение поверхностно-активных веществ и коллоидов в электролит резко изменяет характер электрокристаллизации металла. Адсорбируясь на поверхности катода, поверхностноактивные вещества создают затруднения для проникновения разряжающих ионов металла, повышая энергию активации. Это приводит к значительному увеличению поляризации и, как следствие, к образованию мелкокристаллической структуры. Такие металлы, как олово, свинец, кадмий, которые при выделении на катоде из растворов их простых солей образуют игольчатые, не связанные между собой отдельные кристаллы, в присутствии повархностно-активных веществ образуют компактные плотные слои металла, обладающие высокими антикоррозионными защитными свойствами. В ряде случаев даже при не очень значительном увеличении поляризации поверхностно-активные вещества способствуют формированию мелкокристаллической структуры. [c.365]

Дру ую группу составляют сильные электролиты Экспери ментальное определение степени диссоциации таких электроли тов дает неодно шачные величины акон действующих масс для сильных электролитов неприменим Объяснить их свойства по теории Аррениуса невозможно Для объяснения свойств растворов сильных электролитов было выдвинуто предположение об их полной диссоциации мри любых концентрациях и о зна чительном взаимодеиствии обра ювавшихся ионов между собой Силы межионного взаимодеиствия зависят от расстояния между ионами и убывают до нуля при бесконечном разбавлении раство ра Сильными электролитами являются водные растворы боль шинства сол(.и а также некоторых кисл(]т и оснований [c.204]

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]

Катодный и анодный процессы очень чувствительны к концентрации ионов водорода, которая должна соответствовать pH 2,8—5,8. На катоде одновременно с никелем всегда выделяется водород. С уменьшением значения pH в объеме раствора (рНо) выход по току никеля падает, при повышенных значениях рНо — составляет 95—96 7о- Из-за диффузионных ограничений по ионам гидроксония значение pH в прикатодном слое (рН ) выше, чем рНо, и может достигать таких значений, при которых образуются гидроксиды и основные соли никеля. Последние включаются в катодный осадок и ухудшают его качество. Для поддержания постоянства pH и предотвращения образования гидроксида никеля в прикатодном слое в электролит никелирования вводят добавки, сообщающие ему буферные свойства, например борную кислоту. Более эффективными буферными добавками являются некоторые насыщенные дикарбоновые кислоты, такие, как янтарная кислота (СН2)г(СООН)2 или ацетат никеля N1 (СНзС00)2-4Н20. [c.38]

Качественная проверка уравнений Дебая — Г юккеля. Согласно эмпирическому правилу Льюиса и Рендалла (стр. 191), коэффициент активности данного электролита одинаков во всех растворах с одинаковой ионной силой следовательно, уравнение предельного закона (56) в общем согласуется с опытными данными. За исключением валентностей ионов, из которых состоит изучаемый электролит, в предельное уравнение Дебая — Гюккеля не входят никакие специфические свойства солей, присутствующих в растворе. Следует отметить, что эмпирическое [c.211]

И, наконец, еще одно применение электролиза — это химотро-ника — создание электрохимических приборов интеграторов, диодов, различных датчиков и т. д. Один из таких приборов — электролитический выпрямитель. Этот прибор обладает свойством пропускать ток только в одном направлении. Возьмем два электрода, один из которых изготовлен из ферросилиция, пропускающего ток в обоих направлениях, другой — из алюминия и позволяет электронам переходить из раствора на электрод, но не обратно. Опустим оба электрода в электролит, содержащий ионы РОГ, и пропустим переменный ток. Если алюминиевый электрод будет анодом, на его поверхности пойдет реакция А1 — Зе = ЛР" . Ионы РОГ дают с ионами АР+ нерастворимую тонкую пленку фосфата алюминия А1РО4, которая изолирует электрод, и ток в этом направлении не будет течь. При замене знаков электродов на обратные алюминиевый электрод становится катодом, электроны текут от источника тока к нему и изолирующая пленка исчезает [c.225]

Растворы полиэлектролитов отличаются от растворов неионогенных высокомолекулярных веществ и своими осмотическими свойствами. Эта особенность была установлена Ф. Доннаном (1911), показавшим, что концентрации ионов по обе стороны полупроницаемой мембраны различаются. Для доказательства этого положения рассмотрим систему, )азделенную на две части полупроницаемой мембраной. 1усть в одной части содержатся макроионы и электролит в растворе, в другую часть макроионы не проникают. Возьмем принятые ранее обозначения заряда макроионов, их концентрации, концентрации анионов и катионов г, / а, пг , т . Концентрации ионов в части, содержащей макромолеку- [c.216]

Как выяснено многочисленными исследованиями, процессы электроосаждения металлов на твердых металлических электродах являются одними из наиболее сложных электрохимических реакций. Они, как правило, протекают через несколько стадий, включающих процессы диффузии, адсорбции, химической реакции, разряда и кристаллизации участвующих в электрохимическом процессе частиц. Соотно-щение скоростей этих стадий определяет кинетику процесса как катодного осаждения, так и анодного растворения металла. Электроосаждение металлов из водных растворов также обычно сопровождается протеканием параллельной реакции выделения водорода, участием в реакции других частиц, находящихся в электролите, примесей ионов металлов, органических соединений, вводимых для регулирования качества осадков. В результате протекания реакции происходят изменения состава раствора у поверхности электрода и изменения состояния поверхности, что особенно сильно проявляется в первые моменты электролиза после включения тока. Несомненно, что все предшествующие электрокристаллизации металла стадии влияют на нее и, таким образом, определяют структуру, физико-механические и химические свойства электроосажденного металла. [c.4]

В целях упрошепия мы выбрали для рассмотрения случай, когда электролит является бинарным. В тех случаях, когда молекула электролита при диссоциации обра. ует больше двух ионов, вывод неско.пько усложняется. Однако конечный резул],тат остается неизменным. Концеитрациоппая зависимость коэффициента активности неэлектролита, растворенного в электролите, имеет тот же вид, что и соотвотствуюп1ая зависимость для электролита, растворенного в неэлектролите. Термодинамические свойства разведенных растворов неэлектролитов в электролитах должны быть сходными с аналогичными свойствами растворов электролитов в неэлектролитах, вытекающими из теории Дебая—Хюккеля. [c.448]

Вторая особенность изучаемой системы заключается в ограничении доставки в зону электрохимических реакций веществ, образующих электролитические среды. Если в условиях атмосферной коррозии или коррозии в электролитах (грунтах) на погерхности металла беспрепятственно возникают пленки электролитов, концентрация которых определяется имеющимися примесями в атмосфере или грунте, то под полимерными пленками ионная концентрация оказывается бесконечно малой. Полимерная пленка (если она не обладает ионообменными свойствами) практически непроницаема для пщра-тированных ионов и тем более для твердых частиц, способных растворяться и образовывать электролит (как это наб.тюдается в случае атмосферной коррозии). [c.40]

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]

Решение этого уравнения оказалось возможным после виедения определенных представлений о закономерностях изменения состава системы, свойств растворителя, активностей и подвижностей ионов при переходе от раствора I к раствору II (Планк и Гендерсон). Наиболее распространены случаи, когда растворы I и II представляют собой либо один и тот же электролит с активностями ai и (например, [c.45]