Электрические подвижности ионов водорода и гидроксила

Как указывалось, подвижности ионов водорода и гидроксила в водных растворах аномально велики по сравнению с подвижностями других ионов. Это обусловлено особым механизмом переноса электрического заряда ионами (НзО)+ и ОН . Так, в кислых растворах при наложении поля положительный заряд пе- [c.151]

Как видно изданных табл. 10.1, ионы Н+ и ОН обладают наиболее высокой (аномальной) подвижностью. Предельные подвижности иона водорода и гидроксила равны 349,8 и 199,2, а подвижности других ионов находятся в пределах 40—80 См-м /моль. Это позволяет предполагать, что движение иона гидроксония Н3О+ в воде под влиянием электрического поля происходит двумя путями за счет миграции (т. е. движения в направлении поля вместе со своей гидратной оболочкой) и перескоком от одной молекулы воды к другой в том же направлении по схеме [c.147]

Выражение (229) совпадает по форме с эмпирическим уравнением (224), справедливым для слабых электролитов. Однако бесполезно пытаться получить по классической теории уравнение, подобное эмпирическому закону квадратного корня Кольрауша, справедливому для растворов сильных электролитов. Классическая теория электропроводности, основанная на теории электролитической диссоциации Аррениуса, не в состоянии истолковать ни изменения чисел переноса и ионных подвижностей с концентрацией, ни близости температурных коэффициентов электропроводности и вязкости, ни аномальных подвижностей ионов водорода и гидроксила. Растворы электролитов (в отличие от допущений теории Аррениуса) нельзя принимать за идеальные системы ни в состоянии равновесия, ни при прохождении через них электрического тока. [c.112]

Подвижности ионов водорода и гидроксила в несколько раз больше подвижностей других юнов. Этим объясняется, почему из числа сильных электролитов кислоты и основания лучше проводят электрический ток, чем их нейтральные соли. [c.267]

Как указывалось, подвижрюсти ионов водорода и гидроксила в водных растворах аномально велики по сравнению с подвижностями других ионов. Это обусловлено особым механизмом переноса электрического заряда ионами Н+(НзО+) и ОН-. Так, в кислых растворах при наложении поля положительный заряд переходит от иона гидроксония вместе с атомом водорода к ближайшей молекуле воды, которая становится ионом Н3О+. Этот нон, в свою очередь, передает заряд соседней молекуле воды и т. д. Таким образом, за короткое время положительный заряд переносится на значительное расстояние. Описанный механизм может [c.201]

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОДВИЖНОСТИ ИОНОВ ВОДОРОДА И ГИДРОКСИЛА [c.350]

Сохранится ли аномально высокая электрическая подвижность ионов водорода и гидроксила, свойственная водным растворам электролитов при комнатной температуре, с ростом температуры вплоть до критической точки воды [c.137]

Применение электромиграционного метода для исследования состояния веществ в растворе (определение заряда и радиуса ионов, прочности комплексных соединений и ассоциатов) основывается на наблюдении за подвижностью изучаемых компонентов. Подвижность является сложной функцией состава и размеров иона, а также состава и состояния раствора. Факторы, влияющие на подвижность ионов, можно разделить на две не очень строго различимые группы химические и физические. К химическим факторам можно отнести процессы, происходящие непосредственно в сфере воздействия иона диссоциацию и ассоциацию ионов водорода, гидроксила и лигандов, связывание молекул воды в гидрат-ной оболочке. К физическим факторам относится изменение потенциальной энергии ионов вследствие воздействия электрических полей окружающих ионов, изменение активности воды с изменением концентрации электролита, влияние температуры. [c.7]

На рис. 11.4 приведены кривые зависимости удельной электрической проводимости (х) от объема V приливаемого реагента. При титровании сильной кислоты сильным основанием или сильного основания сильной кислотой (кривая /) на кривой титрования образуется минимум, соответствующий замене ионов водорода или гидроксила на менее подвижные ионы образующейся соли. При титровании слабой кислоты сильным основанием или [c.225]

Удельная электропроводность зависит и от скорости, с которой движутся ПОНЫ, переносящие заряды. Различные ионы движутся в электрическом поле с разной скоростью, поэтому растворы электролитов одинаковой концентрации н.меют различную электропроводность. Скорость движени.я ионов характеризуется особой величиной — подвижностью ионов. В табл. 24 приведены величины подвижностей ионов. Из приведенных данных видно, что наибольшей подвижностью обладает иод водорода, за ним стоит гидроксил-ион остальные ионы имеют значительно меньшую подвижность. В соответствии с этим растворы кислот и сильных оснований и.меют высокие значения удельной электропроводности. [c.357]

Для объяснения ненормально большой подвижности ионов водорода и гидроксила пришлось использовать некоторые положения теории Ф. Гротгуса о перескоке ионов в электрическом поле от молекулы к молекуле в сочетании с современными представлениями о строении полярных жидкостей (таких, как вода). [c.92]

Простота и высокая точность кондуктометрических. измерений, возможность использования полученных данных в автоматизированных схемах контроля и управления и другие достоинства метода электрической проводимости вызывают большой интерес к этому методу и в настоящее время. Однако прямые кондуктометрические измерения весьма чувствительны к влиянию примесей, особенно примесей кислотно-основного характера. Наличие даже небольших количеств таких примесей существенно искажает результаты анализа в связи с резким различием подвижностей ионов водорода и гидроксила по сравнению с подвижностями других ионов. [c.103]

Согласно экспериментам, значения энергии активации процесса миграции большинства ионов, раасчитанные по температурной зависимости их подвижности, приблизительно равны в водных растворах при 25 °С величина энергии активации миграции равна 4,0—4,2 ккал-моль-. (Заметно отличается от этого значения лишь энергия активации процесса миграции ионов гидроксила и водорода для последних она равна 2,8 ккал-МОЛЬ . ) Энергия активации миграции большинства ионов не отличается заметно от энергии активации вязкого течения. Поэтому Эйринг предположил, что скорость миграции ионов практически определяется скоростью перескоков молекул растворителя в соседние положения равновесия. В этом заключается также элементарный акт вязкого течения. Однако, поскольку в процессе ионной миграции молекулы растворителя движутся в сильном электрическом поле ионов, энергия активации перескоков молекул в растворе, очевидно, не совпадает с энергией активации вязкого течения чистого растворителя и константа скорости к движения ионов не полностью идентична константе скорости вязкого течения. Эти выводы согласуются с экспериментальными наблюдениями и объясняют заметное различие энергии активации в случае малых размеров ионов и больших зарядов (т., е. при более высокой напряженности поля у границы иона). [c.327]

Размер иона НзО в кристаллической решетке твердых тел близок к размеру иона Na+, а размер иона ОН —к размеру иона F. Казалось бы, что гидратные комплексы этих ионов должны обладать нормальной подвижностью. Следовательно, для объяснения очень большой скорости движения ионов водорода и гидроксила приходится сделать предположение о каком-то своеобразном механизме движения этих ионов, отличном от простого перемещения в электрическом поле. [c.81]

Из приведенных рассуждений следует, что в применении к воде и Р означает то количество электричества в кулонах, которое переносят при электролизе ионы водорода за 1 сек, когда они находятся между электродами в количестве 1 г-же и двигаются под влиянием электрического поля с падением напряжения 1 в на сантиметр пути. Величина и Р означает то же самое по отношению к ионам гидроксила. Эти величины, которые называют п о-движностями ионов, можно экспериментально определить, изучая электропроводность сильных электролитов. Оказывается, подвижность иона водорода равна при 18° 315 и иона гидроксила 174. Следовательно, предельная молекулярная электропроводность воды равна 315+174 = 489 и степень диссоциации [c.162]

Согласно предположениям Бернала и Фаулера [31] к Хаггинса [32], прототропная проводимость обусловлена решетчатой структурой воды с небольшими промежутками между узлами решетки, что позволяет протонам перескакивать вдоль нескольких молекул воды, т. е. на большие расстояния. Электрическое поле только упорядочивает перескоки протонов, и вращения групп с высокой инерцией не требуется. По этой модели аномальная проводимость при повышении давления должна снижаться, так как давление вызывает деполимеризацию воды. Однако, как обнаружено, проводимость ионов водорода и гидроксила с повышением давления также повышается. Теория Бернала и Фаулера объясняет высокую подвижность небольшой шириной энергетического барьера между соседними равновесными положениями. Протон в направлении электрического поля движется по механизму квантовомеханического туннельного перехода. Вероятность туннельного перехода в большей степени зависит от массы частицы, и проводимость ионов ВзО+ должна быть значительно меньше проводимости ионов Н3О+. Но различие в подвижности этих двух видов ионов гораздо меньше (Ян+До<-= 1,4) ожидаемого по теории (по крайней мере А,н+/ о+ = 6). Этот факт может означать, что энергетический барьер довольно широк и туннельный эффект не превалирует в проводимости ионов водорода. В последнее время Конуэй и Саломон [33] показали, что переход протона от иона Н3О+ к соседней молекуле Н2О не является скорость определяющей стадией в процессе прототропной проводимости ни по механизму туннельного перехода, ни по механизму классического переноса протона. По классической теории указанное выше соотношение проводимостей, превышающее найденное экспериментально, соответствовало бы механизму, в котором перенос протона выступал бы скорость, определяющей стадией. Однако похоже, что при высоких давлениях и температурах перескоки протонов становятся скорость определяющим фактором [34]. [c.332]

Можно регенерировать смешанный слой гранулированных смол, помещенных между катионо- и анионообменной мембранами. Платиновые анод и катод помещают в отделения, находящиеся по соседству с анионо- и катионообменной мембранами. Когда проходит электрический ток, подвижные катионы и анионы в гранулах катионо- и анионообменных смол покидают среднее отделение и замещаются соответственно ионами водорода и гидроксила, образовавшимися при разложении воды в среднем отделении. В результате обе смолы регенерируются. [c.174]