Законы электролиза и числа переноса

Дня расплавленных сред, обладающих ионной проводимостью, справедливы законы Фарадея, учение о числах переноса и электрической проводимости. Электролиз расплавов имеет важное практическое значение в металлургии алюминия, магния, титана и других щелочных и щелочноземельных металлов. [c.465]

Из установленных Фарадеем законов электролиза вытекало, что электричество, подобно веществу, обусловлено существованием, движением и взаимодействием мельчайших частиц (см. гл. 5). Фарадей вел речь об ионах, которые можно рассматривать как частицы, переносящие элекфичество через раствор. Однако в течение следующего полустолетия ни он и никто другой не занимался серьезно изучением природы таких ионов, хотя работы в этом направлении вообще-то велись. В 1853 г. немецкий физик Иоганн Вильгельм Гитторф (1824—1914) установил, что одни ионы перемещаются быстрее других. Это наблюдение привело к появлению понятия число переноса — характеристики, зависящей от скорости, с которой отдельные ноны переносят электрический ток. Однако даже после того, как химики научились рассчитывать эту скорость, вопрос о природе ионов оставался открытым. [c.118]

ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА И ЧИСЛА ПЕРЕНОСА [c.27]

Изучая скорость передвижения коллоидных частиц при электрофорезе, можно оценить величину их заряда. Получаемые как по этому, так и по другим методам значения приводят в общем к согласным результатам, указывающим прежде всего на то, что заряд большинства коллоидных частиц значительно больше, чем у отдельных ионов, С увеличением размеров частиц возрастает обычно и их заряд если при диаметре частицы в 1 М.МК он отвечает 2—3 единицам элементарного количества электричества (равного заряду электрона), то для частиц с диаметром 100 ммк заряд увеличивается до сотен и тысяч таких единиц. При всей громадности этой величины, по сравнению с числом образующих коллоидную частицу атомов или молекул она все же очень мала. Поэтому при электрофорезе переносится гораздо больше вещества, чем то отвечало бы закону электролиза. [c.122]

Оствальд сопоставил формулировку закона Фарадея — ...электропроводность, обусловленная одним и тем же числом молекул электролита, зависит только от скорости, с которой ионы осуществляют этот перенос [42, стр. 93],— с положениями теории электролиза Клаузиуса и пришел к выводу ... скорости реакций (катализируемых кислотами.— В. К-) пропорциональны электропроводностям кислот [42, стр. 93]. [c.11]

Представления, лежащие в основе теории электролитической диссоциации, хорошо согласуются с законами Фарадея. Каждый ион связан с определенным количеством электричества, поэтому вполне естественно, что количество вещества, полученное при электролизе, пропорционально количеству прошедшего через раствор электричества. С другой стороны, если в одном электролите мы имеем ионы, имеющие двойной заряд, например ионы меди, а в другом электролите однозарядные ионы, например ионы водорода, то при включении ванн с этими электролитами последовательно в общую цепь перенос определенного количества электричества приведет к тому, что число разрядившихся ионов меди будет вдвое меньше числа разрядившихся ионов водорода. Это значит, что их весовые количества будут относиться как эквиваленты. [c.423]

Как химик научные работы проводил в основном в области электрохимии. Изучал механизм электропроводности в растворах электролитов (с 1853), законы движения ионов в растворах (с 1890-х). Установил, что при электролизе растворов скорости движения положительных и отрицательных ионов неодинаковы. Назвал доли общего количества электричества, переносимые каждым видом ионов, числами переноса, разработал методику их определения и выяснил числа переноса для многих электролитов. Изучал аллотропию селена (1851) и фосфора (1853). Исследовал также спектры раскаленных газов (1864) и процессы прохождения электричества через сильно разреженные газы (1869—1883). Для исследования электрических разрядов в газах использовал созданные им специальные трубки (трубки Гиттор-фа). Наблюдал (1869) катодные лучи и описал их свойства. [c.142]

Кристаллы галогенидов серебра в широком интервале температур являются ионными проводниками [39, 40]. При прохождении тока через кристалл, помещенный между серебряными электродами, происходит электролиз. На катоде откладывается серебро, эквивалентное количество которого удаляется из анода. Справедливость закона Фарадея для этого процесса указывает на ионную природу тока [41]. Во всех опытах было найдено, что числа переноса ионов галоида неизмеримо малы по сравнению с числом переноса ионов серебра, равным единице [41, 42]. Это привело к выводу что ионная проводимость в структурно-нечувствительной области обусловлена движением дефектов по Френкелю, состоящих из ионов серебра в междуузлиях и вакантных узлов ионов серебра [43]. [c.415]

Если электропроводность материала обусловлена движением ионов, то прохождение тока через образец вызывает перенос вещества в нем. При этом выполняется закон Фарадея, согласно которому для выделения на электродах одного эквивалента вещества через электролит необходимо пропустить одно и то же количество электричества Р = 96 494 Кл Р — число Фарадея). В водных растворах электролитов этот перенос обнаруживается довольно просто, так как количество выделяющегося на электродах вещества может быть определено обычными методами анализа. В твердых кристаллах и стеклах с ионной проводимостью также удается наблюдать электролиз и таким образом устанавливать вид ионов и определять для различных ионов числа переноса, характеризующие долю переносимого данным ионом электрического заряда. В этих случаях применяют метод Тубанда [17], основанный на измерении массы приэлектродных участков образца вместе с электродами. Использование закона электролиза Фарадея при установлении типа проводимости жидких и твердых диэлектриков затруднительно вследствие их малой электропроводности. Для прохождения через эти диэлектрики количества электричества порядка 1 Кл необходимо либо исполь-аовать высокие напряжения, либо проводить электролиз при высокой температуре. При этом возникают осложнения, связаннню с необратимыми изменениями в образце под влиянием поля и температуры. Тем не менее, имеется ряд успешных попыток изучения электролиза в полимерах. [c.18]

В 1819 г. Т. Гротгус предположил, что под действием тока отрицательно заряженная часть молекулы движется к катоду, а положительно заряженная — к аноду, иначе говоря, под действием электрического тока молекула распадается. В 1833 г. М. Фарадей открыл законы электролиза. Затем Дж. Ф. Дэниэл обнаружил, что иод действием электрического тока соли разлагаются на металлы и кислотные радикалы, тогда как согласно дуалистической теории при этом должны образовываться окислы металлов и ангидриды кислот. В 1853 г. В. И. Гитторф определил подвижность ионов и ввел понятие число переноса . Некоторое время на его работу не обращали внимания, но в [c.224]

Таким образом, в стационарной электрохимической системе закон сохранения электрического заряда требует, чтобы токи в различных сечениях были одинаковыми. Можно отметить, что 5акон сохранения заряда имеет множество следствий, например 1) законы электролиза Фарадея 2) теория обращения природы некоторых электродов в гальванических элементах 3) координатная независимость ионного числа переноса в первой транспортной модели. Некоторые из этих следствий будут получены ниже ( 2.6, 3.2). [c.42]

Ф. 3. относятся к числу строгих законов, но в ряде случаев мо1ут наблюдаться кажущиеся отклонения от них, вьиывае-мые след, причинами 1) в нестационарных условиях электролиза часть электричества затрачивается на заряжение двойного электрического слоя-, 2) если электролит обладает электронной проводимостью (напр., р-р металлич. Na в жидком аммиаке), то часть тока через электролит переносят электроны, а не ионы, и соответствующее кол-во электричества не участвует в процессе электролиза 3) наряду с основным процессом электролиза, напр, образованием металлич. 2п по [c.57]

Таким образом, варьируя напряжение, можно выделять на электродах те или иные ионы из числа имеющихся в данном электролите. Эта особенность электролиза широко используется в аналитической химии (методы электроанализа). При электролизе растворов солей, содержащих ионы, которые окисляются и восстанавливаются при больших потенциалах, наблюдается разложение воды. Это объясняется тем, что разряд ионов требует меньшего отрицательного, а разряд ионов ОН меньшего положительного потенциала, чем разряд катионов и анионов соли. Так, при электролизе сульфата натрия ион натрия может разрядиться только на катоде, состоящем из ртути, так как на ртути, с одной стороны, напряжение разряжения натрия снижено (за счет образования амальгамы), а с другой — имеет место перенапряжение (выделения водорода). Если производить электролиз с другими электродами, например с угольными или платиновыми, то на катоде будет происходить только разряд ионов Н+, а на аноде — только разряд ионов ОН (разряд ионов sor и превращение их в SjOg требует высокого потенциала). Ионы натрия и ионы сульфата принимают участие в переносе тока и замещают те ионы Н " и ОН, которые разрядились на электродах. Убыль ионов водорода и гидроксила компенсируется процессом диссоциации воды. В итоге на катоде мы получим раствор щелочи, так как там соберутся ионы натрия и ионы ОН (при удалении ионов Н+ концентрация ОН растет по закону [Н][ОН] = = onst), а на аноде — раствор кислоты за счет накопления ионов Н+ и sor. [c.424]