Связь между электропроводностью и электрической подвижностью

СВЯЗЬ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬЮ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДВИЖНОСТЬЮ [c.351]

Процессы переноса, вызываемые градиентом электрического потенциала, как и другие процессы переноса, можно обсуждать в разных аспектах. Для практических целей явление электропроводности достаточно описать при помощи связей между макроскопически измеряемыми характеристиками без учета молекулярного механизма процесса. С другой стороны, процессы проводимости можно рассматривать в терминах молекулярной статистики. Информация о механизме проводимости, которую дает молекулярная статистика, имеет различную ценность в зависимости от исходных предположений и методов используемой теории. Теория Дебая—Хюккеля рассматривает растворитель как континуум, в котором ионы мигрируют в соответствии с законами гидродинамики, и главным образом исследует влияние на подвижность электростатического взаимодействия ионных зарядов. Но для деталь- [c.301]

Заметим также, что при установлении связи между коэффициентами самодиффузии противоионов и коионов соответственно с электропроводностью и диффузионной проницаемостью мембраны (формулы (5.46) и (5.49)) мы игнорировали различие в механизме транспорта ионов при самодиффузии меченых изотопов и при движении ионов во внешнем электрическом или концентрационном полях, поскольку главным в данном разделе было установить вид концентрационных зависимостей для коэффициентов. Связь между электрической подвижностью ионов и их коэффициентом самодиффузии обсуждается в разделах 2.9 и 3.6. [c.238]

В методе подвижной границы скорость электрофореза измеряют по скорости, с которой движется в электрическом поле граница между коллоидной дисперсией и ее ультрафильтратом. Применимость этого метода связана с тем фактом, что электропроводность коллоидной системы обычно лишь немного превышает электропроводность чистой дисперсионной среды. Коллоидные частицы, обладающие в электрическом поле почти одинаковой с ионами подвижностью, имеют в силу своих сравнительно больших размеров гораздо меньшую концентрацию. Поэтому они слабо участвуют в переносе электричества через раствор, а электропроводность среды почти не изменяется от их присутствия. Это обстоятельство оказывается очень важным, так как если бы два раствора, образующие границу, по скорости которой определяется подвижность данного компонента в электрическом поле, имели разную электропровод- [c.155]

Изучение явлений электролиза было тесно связано с познанием механизма электропроводности растворов и расплавов, который в свою очередь должен был опираться на теорию строения растворов электролитов. Первая теория электропроводности была предложена в 1805 г. выдающимся литовским физиком Теодором Гротгусом. Согласно Гротгусу, молекула воды состоит из двух разноименно заряженных частиц положительно заряженного водорода и отрицательно заряженного кислорода. При отсутствии электрического поля эти частицы соединены друг с другом и образуют молекулу воды при наложении поля между электродами возникают цепочки из попеременно заряженных атомов водорода и кислорода. В процессе электролиза на катоде образуется газообразный водород, а на аноде — кислород. Перенос зарядов в растворе носит эстафетный характер от одного звена цепи, состоящей из молекул воды, к другому. Теория Гротгуса не могла, однако, объяснить всех явлений, связанных с электропроводностью, и поэтому впоследствии была отвергнута. Однако в настоящее время весьма сходный механизм эстафетной электропроводности вновь использован для объяснения аномально высокой подвижности ионов Н+ и ОН . [c.7]

Представляет интерес связь между диффузией и электропроводностью электролитов, зависящей от подвижности ионов. Теория подвижности ионов в электрическом поле разработана для разбавленных растворов [21—23]. Подвижность ионов в электрическом поле и определяемая ею электропроводность сильных электролитов зависят от двух эффектов электрофоретического и релаксационного. Электрофоретический эффект заключается в уменьшении электропроводности вследствие того, что движущиеся ионы увлекают за собой воду. Релаксационный — в зтиеньшении электропроводности из-за нарушения вокруг иона равновесного распределения других ионов или, иначе говоря, в нарушении симметрии ионных атмосфер . Надо заметить, что для растворов электролитов связь подвижности с коэффициентом диффузии не так проста, как в рассмотренных выше случаях. [c.50]

Явление электропроводности обычно объясняется в рамках теории электрохимических подвижностей и связывается с движением ионов во внеигнем электрическом ноле. Между тем в растворах с водородными связями возможен другой механизм ЭП, связанный с передачей протона по водород юй связи. между соседин.ми молекулами растворнтеля. Роль нона в этом случае может быть сведена к его влиянию на вероятность данного перехода. Рассмотрим этот вопрос. [c.67]

Некоторые элементарные металлоиды отличаются полупроводниковыми свойствами. Эти свойства обусловлены особым состоянием электронов в кристаллической решетке полупроводников. Каждый атом металлоида в кристалле связан с другими атомами ковалентной связью. В кристаллах полупроводников валентные электроны закреплены в атомах непрочно и под влиянием нагревания или облучения могут, возбуждаясь, отрываться от связываемых ими атомов и свободными уходить в междуузлия решетки. Наличие свободных электронов в кристаллах металлоидов сообщает им некоторую электронную проводимость. При переходе электрона в свободное состояние у данного атома остается свободная орбиталь или так называемая д ы р к а . Эта дырка может заполниться при перескоке валентного электрона соседнего атома, в котором тогда возникает новая дырка. Если при наложении электрического поля свободные электроны будут передвигаться к положительному полюсу, то дырки будут передвигаться к отрицательному полюсу. Это передвижение дырок, равносильное передвижению положительных зарядов, сообщает кристаллам металлоидов еще так называемую дырочную проводимость. В совершенно чистом полупроводнике в каждый данный момент число дырок равно числу свободных электронов. Однако вследствие того, что подвижности электронов и дырок различны, значения электронной (п) и дырочной (р) проводимости в общей электропроводности чистого металлоида (значение которой очень невелико) не равны друг другу. Соотношение между числами свободных электронов и дырок в кристалле металлоида можно изменить, если в металлоид ввести даже очень незначительную примесь другого металлоида или, наоборот, металла. Пол у проводимость отличается от обычной металлической электропроводности не только своей малой величиной. Она увеличивается с повышением температуры и сильно зависит от освещения полупроводника. Наиболее же существенным признаком полупрово-димости является крайняя чувствительность к наличию примесей даже в самых ничтожных количествах. [c.44]

В последнее время стали применять в качестве полупроводников также и химические соединения, в первую очередь между элементами третьей ж пятой групп (полупроводники типа В ). Особенно ценными свойствами обладают сурьмянистый индии 1п8Ь, чувствительный к инфракрасному свету с очень большой длиной волны и ьшшьяковистый галлий ОаАз, в котором рекомбинация электронов и дырок дает интенсивное световое излучение (квантовый генератор света или полупроводниковый лазер, превращающий энергию электрического тока непосредственно в световую). Полупроводниковыми свойствами обладают и многие окислы. Так, окись цинка является электронным полупроводником роль доноров играют при этом избыточные атомы или однозарядные ионы цинка. Окись меди(1) является дырочным полупроводником роль акцепторов играют избыточные атомы кислорода. Однако подвижность носителей тока (электронов или дырок) в окисных полупроводниках низка, так что для радиотехники они менее ценны. Для выпрямления сильных токов используют тонкий слой окиси меди(1), нанесенный окислительным процессом на поверхность металлической меди (купроксный выпрямитель). Это — простейший аналог полупроводникового диода, в котором, однако, роль электронного проводника играет обычный металл. Свойства окисных полупроводников сильно зависят от состояния их поверхности. Так, электропроводность окиси цинка понижается в атмосфере кислорода, который адсорбируется поверхностью и захватывает свободные электроны. Способность окислов ускорять (катализировать) газовые реакции связана с полупроводниковыми свойствами, т. е. с наличием свободных электронов.— Доп. ред. [c.457]

Причины сложности изменения свойств соодипопий внутри групп, а также но рядам периодической системы были до известной степени вскрыты в результате разработкхт представлений о подвижности наружных электронных оболочек атомов, их деформируемости под влиянием внешних электрических полей, в том числе создаваемых ионами. Характер химической связи в соединениях зависит от развития указанных явлений поляризации между ионами и молекулами. От этого в значительной мере зависят и свойства соединений — температуры плавления и кипения, электропроводность, окислительно-восстановительное действие и т. д. [c.59]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология