Ионные проводники и их электрическая проводимость

Различают две основные группы проводников электрического тока проводники первого рода, электрическая проводимость которых обусловлена электронами, и проводники второго рода, обладающие ионной проводимостью. В особую группу входят полупроводники, прохождение тока через которые обеспечивают, с одной стороны, возбужденные электроны, а с другой — так называемые дырки — вакантные места на энергетических уровнях, которые покинуты возбужденными электронами. Главную роль в электрохимии играют ионные проводники — растворы и расплавы электролитов, некоторые вещества в твердом состоянии, ионизированные газы. При протекании постоянного электрического тока через электрохимические системы на электродах возникают электрохимические реакции, которые подчиняются двум законам Фарадея [c.455]

В зависимости от природы переносчиков электрических зарядов проводники электрического тока подразделяются на проводники первого рода и проводники второго рода. К первым относятся материалы, обладающие электронной проводимостью. Таковы металлы, графит, плазма и полупроводники. К проводникам второго рода относятся материалы, обладающие ионной проводимостью. Таковы расплавы и растворы электролитов. [c.259]

Электролиты — это вещества, диссоциирующие в растворах на ионы. Последние под влиянием приложенного электрического поля движутся направленно и являются переносчиками зарядов. Электрическая проводимость растворов электролитов значительно вьине таковой чистого растворителя. Следовательно, электролиты — ионные проводники, в отличие от электронных проводников — металлов. Электролиты можно разделить на сильные и слабые. Первые— это те, у которых межчастичные связи преимущественно электростатические (кристаллы солей), а вторые — это вещества с преимущественно ковалентными связями (органические и некоторые минеральные кислоты и основания). Степень диссоциации электролита в растворе зависит от его природы, концентрации и от природы растворителя. Вещества, которые в растворителях с большой диэлектрической проницаемостью диссоциированы нацело или почти нацело, в растворителях с малой диэлектрической проницаемостью почти не диссоциируют. [c.182]

Электролитическая проводимость жидкостей, вызванная подвижностью ионов носителями заряда являются катионы и анионы. При увеличении температуры проводимость электрических проводников улучшается, поскольку при более высоких температурах ионы движутся с большей скоростью за счет понижения вязкости и уменьшения сольватации ионов. Вещества, характеризующиеся электролитической проводимостью, называются проводниками Ирода. К проводникам П рода относятся растворы электролитов (кислоты, соли, основания). При наложении внешнего электрического поля анионы движутся к положительно заряженному электроду — аноду, катионы — к отрицательно заряженному электроду — катоду. Поскольку скорости движения ионов в растворе значительно меньше, чем скорости движения электронов в металлах, электрическая проводимость металлов, например меди и серебра, примерно в миллион раз больше, чем для растворов электролитов. [c.216]

Элемент Даниэля представляет собой сосуд, разделенный пористой перегородкой на два отсека (рис. V. ). В одном из них находится раствор сульфата меди с погруженной в него медной пластиной, которая является положительным электродом элемента. В другом находится раствор сульфата цинка, в который погружена цинковая-пластина, являющаяся отрицательным электродом. Пористая перегородка препятствует смешению растворов, сохраняя при этом ионную электрическую проводимость в элементе. Даниэль наблюдал, что при работе элемента (прн подключении к нему какого-либо приемника электрической энергии или при замыкании электродов металлическим проводником тока) масса цинковой пластины убывает, а масса медной — увеличивается за счет осаждения на ее поверхности металлической медн. [c.234]

Различают проводники первого и второго рода. В проводниках первого рода перенос заряда осуществляется либо при помощи электронов, либо при помощи электронов и дырок. В проводниках второго рода электрическая проводимость обусловливается положительными и отрицательными иона-м и. Металлы и полупроводники являются проводниками первого рода, а водные растворы солей, кислот, щелочей, солевые расплавы, кристаллы солей — проводники второго рода. В солевых расплавах и кристаллах солей существенную роль играет также электронная проводимость. [c.361]

Очень часто в твердых солях появляется так называемая униполярная (односторонняя) проводимость —электрический ток в них представляет собой движение или только положительных, или только отрицательных ионов. Наличие односторонней проводимости можно доказать экспериментально. Можно, например, зажать несколько столбиков иодистого серебра между серебряными электродами и пропускать через этот проводник ток при [c.453]

ИОННЫЕ ПРОВОДНИКИ И их ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ [c.46]

Растворы электролитов обладают ионной электрической проводимостью, т. е. являются проводниками второго рода. В качестве меры электропроводящей способности растворов принята величина, называемая удельной электрической проводимостью. [c.197]

Электрическая проводимость и подвижность ионов, очевидно, являются характеристиками способности раствора электролита быть проводником электричества, а поэтому должны быть связаны друг с другом. Для установления вида этой связи следует воспользоваться законом Ома в дифференциальной форме [c.216]

Электрическая проводимость. Твердые силикатные материалы обнаруживают небольшую электрическую проводимость. Она носит, как правило, ионный характер, т. е. силикаты относятся к проводникам второго рода. Электрическую проводимость диэлектриков обычно оценивают сопротивлением, выраженным в обратных омах [1/(0м м)]. [c.173]

Различают две основные группы проводников электрического тока проводники первого рода, электрическая проводимость которых обусловлена электронами, и проводники второго рода, обладающие ионной проводимостью. Главную роль в электрохимии играют проводники второго рода — растворы и расплавы электролитов. В растворах электролитов сольватированные ионы находятся в беспорядочном движении. При наложении электрического поля возникает упорядоченное движение ионов к противоположно заряжен- [c.139]

Среди проводников электрического тока различают проводники 1-го и 2-го рода по механизму прохождения тока. В проводниках 1-го рода (металлы, сплавы, некоторые интерметаллические соединения) прохождение тока обусловливается перемещением электронов и не связано с переносом частиц самого вещества. Хорошая электронная проводимость этих тел — следствие металлической связи в них (о металлической связи см. гл. IV и IX). Проводники 2-го рода — соли, некоторые оксиды и гидроксиды — неэлектропроводны в твердом состоянии, но проводят ток в расплавленном виде. Носителями зарядов в них являются ионы, которые в расплаве приобретают подвижность. Прохождение тока через расплавы таких веществ сопровождается их разложением (электролиз). Этот механизм проводимости характерен для соединений с ионной связью. Известны неметаллические вещества с электронной проводимостью, возбуждаемой нагреванием, освещением и другими энергетическими воздействиями. Это полупроводники. В подавляющем большинстве они состоят из атомов с ковалентной связью между ними. Вещества, не являющиеся проводниками ни в одном из агрегатных состояний, имеют молекулярное строение. Это преимущественно соединения неметаллических элементов друг с другом. Между атомами в них действуют ковалентные связи, а межмолекулярное взаимодействие обусловлено силами Ван-дер-Ваальса (см. 13). Среди прочих типов связей наиболее распространены водородная и донорно-акцепторная, которая может рассматриваться как разновидность ковалентной связи. [c.86]

Проводники электрического тока по типу электропроводимости делятся на электронные или проводники первого рода, и ионные, или проводники второго рода. Электронные проводники— это металлы в кристаллическом и жидком состояниях, проводимость в них осуществляется перемещением электронов. Для электронной проводимости характерно то, что прохождение тока не сопровождается химическим превращением вещества. [c.179]

Если приложить постоянное электрическое поле к раствору электролита, то положительно заряженные ионы — катионы — начинают перемещаться в направлении отрицательно заряженного катода, а отрицательно заряженные ионы — анионы —в сторону положительно заряженного анода. Возникает перенос ионов — электрофорез. Одновременно возникает направленный перенос электрического заряда, т. е. электрический ток. Поэтому растворы электролитов являются проводниками электрического тока. В отличие от металлов, у которых проводимость обусловлена перемещением электронов, в растворах электролитов переносчиками электрического заряда являются ионы. [c.326]

По классификации, введенной Фарадеем, различают два типа проводников — ир0в0(3ны/сы первого и второго рода. Электрическую проводимость в проводниках 1-го рода (металлы, полупроводники) обеспечивают электроны, а в проводниках 2-го рода (растворы электролитов, расплавы, твердые электролиты, ионизированные газы)—ионы. Если электрическая цепь включает, по крайней мере, один проводник 2-го рода, то прохождение постоянного электрического тока — I = ад/сИ ( —время) — по этой цепи сопровождается электрохимическими реакциями на обоих проводниках 1-го рода, находящихся в контакте с проводником 2-го рода. Анодом будем называть проводник 1-го рода, на котором протекает электрохимическая реакция окисления, а сам проводник несет избыточный положительный заряд по отношению ко второму проводнику 1-го рода. Последний будем называть катодом-, на нем протекает электрохимическая реакция восстановления. [c.444]

Ионные кристаллы. В отличие от металлических кристаллов ионные кристаллы более твердые и хрупкие. Их хрупкость объясняется тем, что при смещении иона силы отталкивания от одноименно заряженных ионов начинают преобладать над силами притяжения к противоионам, и кристалл разрушается. Поэтому в твердом состоянии ионные кристаллы не обладают и электрической проводимостью. Лишь при их плавлении (или растворении) ионы приобретают возможность перемещаться в направлении внешнего электрического поля и осуществлять ионную проводимость электричества (проводник П рода). [c.98]

Если в твердом состоянии перемещения ионов под действием внешнего электрического поля практически ничтожны, то в жидком состоянии, наоборот, ионы подвижны, и расплавленные ионные соединения являются хорошими проводниками электричества проводимость осуществляется этими ионами. [c.111]

К тому же существование твердых электролитов и ионных проводников не является доказательством наличия в них самостоятельных ионов. Под воздействием прилагаемого электрического поля происходит дополнительная поляризация, приводящая к возникновению ионов в твердом состоянии, в результате чего наблюдается ионная проводимость. При растворении в воде солей, кислот и оснований (также не имеющих готовых ионов) под воздействием электрического поля полярных молекул воды протекает процесс электролитической диссоциации растворенных электролитов с образованием гидратированных ионов. [c.51]

Электролитами называются проводники второго рода. Это вещества, проводимость которых обусловлена движением ионов в электрическом поле, что сопровождается электролизом. Электролитами являются водные растворы солей, кислот и оснований. Эти вещества [c.155]

Химический источник тока. Первичные элементы и ЭА используются как химические источники тока (ХИТ). Первичные элементы называют первичными ХИТ, а ЭА называют вторичными ХИТ. Кроме окислителя, восстановителя и ионного проводника ХИТ обычно включает сепараторы для отделения катода от анода, токоотводы, уплотнители, корпуса, клеммы. К реагентам некоторых ХИТ добавляют вещества, повышающие электронную или ионную электрические проводимости, замедляющие коррозию металлов, улучшающие стабильность электролита и т.д. [c.12]

Так как коррозионные процессы в большинстве случаев протекают по электрохимическому механизму, то большое значение для этих процессов имеют свойства растворов электролитов. Электролитами называются проводники второго рода, электропроводность которых обусловлена передвижением ионов в электрическом поле (ионная проводимость) положительно заряженных катионов и отрицательно зарял<енных анионов. Проводниками второго рода обычно являются водные растворы солей, кислот и оснований, а также эти вещества в расплавленном состоянии. Электролитами могут быть и некоторые неводные растворы. Наряду с сильными электролитами, -полностью диссоци-ируклцими в растворах на ионы, некоторые вещества, например органические кислоты, лишь частично распадаются на ионы их принято называть сла быми электролитами. [c.11]

Растворы являются проводниками электрического тока тогда, когда они содержат ионы. Чем больше растворенных частиц распадается на ионы, тем лучше они проводят электрический ток, т.е. тем лучше их электрическая проводимость. По мере распада электролитов на ионы растет общее число частиц, находящихся в растворе, так как при этом из одной частицы получается две и более. Следовательно, законы Рауля и Вант-Гоффа верны и для растворов электролитов, если учитывать как недиссоциированные частицы, так и образующиеся при их распаде ионы. Ионы, заряженные положительно, получили название катионов, а отрицательно заряженные — анионов. Катионами являются положительные ионы металлов, ион водорода, а анионами — водные и кислотные остатки. Значение заряда иона совпадает с валентностью атома или кислотного остатка, а число положительных зарядов равно числу отрицательных зарядов. Поэтому в целом раствор электронейтрален. [c.211]

Подвижность иона определяется природой иона и ионного проводника. Удельная электрическая проводимость в значительной мере зависит от температуры [c.47]

Чап1е всего одной из контактирующих фаз является металл, другой — раствор электролита. Механизм электрической проводимости в этих фазах неодинаков. Металл — проводник первого рода, носителями электричества в нем служат электроны. Электрическая проводимость раствора электролита обеспечивается движением ионов.. Это проводник второго рода. [c.227]

Электрический генератор или аккумулятор заставляет электроны направляться к катоду и удаляться от анода. Электроны свободно передвигаются в металлическом или в полуметаллическом проводнике, каким является графит. Однако электроны не могут просто перейти в такое вещество, как соль кристаллическое вещество является изолятором, и электропроводность расплавленной соли не является электронной проводимостью (металлической проводимостью) это проводимость иного рода, называемая ионной или электролитической проводимостью. Она обусловливается движением ионов в жидкости катионы Ка+ движутся к отрицательно заряженному катоду, а анионы С1- передвигаются в направлении положительно заряженного анода (рис. 11.1). [c.305]

Удельная электрическая проводимость ионного проводника а, Oм . м , равна [c.47]

Растворы являются проводниками второго рода, т. е, ток проходит через них при помощи ионов. Электрическая проводимость раствора зависит от концентрации ионов, чаще всего выражаемой в моль/л. Отношение плотности тока к [c.21]

В качестве катализаторов электродов топливных элементов используются металлы платиноюй группы, серебро, специально обработанные никель и кобальт и активированный уголь. На этих электродах уже при 25—100°С удается достичь высоких скоростей восстановления кислорода и окисления таких видов топлива, как водород, гидразин НгН4 и метанол СН3ОН, при относительно невысоких поляризациях. Топливные элементы, работающие при таких температурах, получили название низкотемпературных. Ионными проводниками в них могут служить водные растворы кислот, щелочей и солей. Чаще всего применяют раствор КОН, так как он имеет высокую электрическую проводимость и невысокую агрессивность по отношению ко многим металлам. [c.362]

Вклад различных ионов в электрическую проводимость проводника может быть неодинаков. Например, в расплаве РЬСЬ электрический ток обусловлен анионами С1 , а в твердом Ад главную роль играют катионы Ад . Доля общего количества электричества, переносимая ионами данного вида, называется числом переноса. [c.219]

В результате этого увеличивается концентрация иода в анодном пространстве и ионов I в катодном. По изменению концентрации веществ можно определить количество прошедшего электричества. Изменение концентрации иода и ионов 1 можно определять различными способами. Чаще используются фотоко-лометрический способ и способ измерения ЭДС. Первый способ основан на измерении интенсивности окраски раствора в одном из отделений ячейки с помощью фотоколориметра (иод — окрашенное вещество, К1 не имеет окраски). Измеряя разность потенциалов в анодном и катодном отделениях ячейки, по уравнению Нернста можно рассчитать изменение активностей иода и ионов 1 . При необходимости систему можно регенерировать пропусканием тока в обратном направлении при переключении полюсов ячейки. В качестве интегратора может служить также электролизная ячейка, в которой на аноде происходит окисление меди Си — 2 Си , а на катоде — восстановление ионов меди Си +2г -> Си. Ионным проводником служить раствор СиЗОч. Для повышения электрической проводимости раствора к нему добавляют Н2504. Количество прошедшего электричества можно определить по изменению массы медного катода. Такие электрохимические ячейки, называемые кулонометрами, применяются для определения количества прошедшего электричества. [c.418]

Электролиты — проводники второго рода. Это вещества, проводимость которых обусловлена движением ионов в электрическом поле, что сопровождается электролизом. Электролитами являются водные растворы солей, кислот и оснований. Эти вещества также проводят ток в расплавленном состоянии. Электролиты в водных растворах имеют осмотическое давление больше вычисленного по закону Вант-Гоффа. Для пих Роп/Рпыч = >1 (г — изотонический коэффициент Вант-Гоффа, или коэффициент диссоциации). Уравнение (V.3) для электролитов приобретает вид [c.193]

Величина k для одного и того же вещества является функцией длины волны Я излучения k = f k). Графическое выражение этой функциональной зависимости для какого-либо вещества называется кривой спектрального поглощения. Все прозрачные в видимой части спектра вещества имеют сильное избирательное поглощение в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра. Наибольшей прозрачностью обладают мине-)алы с ионной связью флюорит СаРг, сильвин КС1, галит Ja l, кварц ЗЮг. Все эти минералы — типичные диэлектрики. С увеличением удельной электрической проводимости у резко возрастает величина k (проводники электрического тока прак- [c.84]

Растворы электролитов и их свойства. Электролитами называются проводники I рода, т. е. такие, электропроводность которых обусловлена передвижением ионов в электрическом поле (ионная проводимость). При прохождении постоянного тока через проводники И рода они электролизуются, т. е. подвергаются окислению и восстановлению (см. XI) у электродов. Электролиз подчиняется законам Фарадея (1834) (стр. 171). [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология