Приложение к переносу ионов

Электролитическая ячейка для определения числа переноса ионов серебра берется особой формы (рис. 24). Заполнение ячейки должно проводиться весьма тщательно и очень осторожно. От этого в большой степени зависит успешное выполнение работы. Прежде всего подготавливаются электроды. Они представляют собой платиновые проволочки или пластинки, впаянные в стеклянные трубочки. Перед опытом один покрывают тонким слоем меди, как это указано в работе 7 (медный кулонометр), а второй — толстым слоем серебра (см. приложение). [c.39]

Как указывают Б. Н. Ласкорин и др. [35], в ионитовых мембранах процесс ионного обмена — не основной рабочий процесс, а лишь одна из стадий процесса переноса ионов в электрическом поле мембраны. В связи с тем, что при электродиализе мембрана омывается с двух сторон электролитом, имеющим разные концентрации растворенных ионов, с каждой стороны мембраны происходит внешняя и внутренняя диффузия. Для диффузии в растворе электролита характерна кинетика диффузии в жидкой пленке. Авторы считают, что стадией, определяющей скорость процесса, является внутренняя диффузия. Электрический ток в направлении внешней разности потенциалов будет идти только в том случае, если значение приложенного электрического потенциала Е превышает значение мембранного потенциала ( > ), [c.175]

Электродиализом называют процесс переноса ионов через мембрану под действием приложенного к ней электрического поля. Для очистки сточных вод методом электродиализа используют электрически активные ионитовые мембраны. [c.217]

ПРИЛОЖЕНИЕ К ПЕРЕНОСУ ИОНОВ [c.266]

Основная причина переноса ионов через М. и.— различная вероятность перехода ионов в прямом и обратном направлениях. Движущей силой процесса может являться разность потенциалов между двумя р-рами электролитов, разделенных М. и., или сила, приложенная извне гидростатич. давлением в случае гиперфильтрации (т. е. фильтрации от ионов при пропускании иод давлением р-ра электролита через М. и.), внешним электрич. нолем в случае электродиализа (см. ниже). [c.86]

Электродиализ — это перенос ионов через мембрану под действием электрического поля, приложенного к мембране. Скорость переноса ионов может изменяться подбором соответствующей силы тока. [c.8]

Электродиализ является сложным процессом, определяемым миграцией, диффузией и конвекцией. Основной стадией процесса является миграционный перенос ионов через мембрану под действием электрического поля, приложенного к мембране. [c.129]

Задачи третьего типа могут решаться просто путем увеличения способности организма выполнять обычную для него работу активного переноса ионов (без изменения относительных скоростей этого переноса в различных направлениях). Превосходным примером этой стратегии может служить солевая железа морских птиц. Решение проблемы связано здесь с эволюционной выработкой регуляторных механизмов, которые могут при надобности повысить работоспособность солевой железы, что достигается увеличением количества Ыа К -АТФазы, синтезируемой в железе в данное время (т. е. повышением ее общего содержания в железе). Таким образом, механизмы, регулирующие стационарную концентрацию Ыа+К+-АТФазы, представляют, по-видимому, еще одну точку приложения действия эволюции. [c.165]

Перенос ионов из раствора к поверхности электрода совершается в результате движения их в приложенном к ячейке электрическом поле (миграция), диффузии от мест с большей концентрацией к местам с меньшей концентрацией и конвективного переноса ионов вместе с движущимся раствором. Ниже рассмотрим каждый из этих про цессов в отдельности. [c.248]

Граничным условием на бесконечности служит требование, чтобы потенциал совпадал с потенциалом приложенного внешнего поля, т. е. условие (99,1). Чтобы формулировать граничное условие на границе электронейтральный раствор — двойной слой, необходимо учесть движение раствора и связанный с ним перенос ионов конвекцией. [c.494]

Причина этого заключается в следующем. Ток проходит всегда кратчайшим путем, т. е. тем путем, на котором сопротивление оказывается наименьшим. Когда подвергают электролизу раствор простой соли, в котором концентрация ионов металла велика и хорошо поддерживается диффузией и переносом ионов под влиянием приложенного напряжения (при не слишком больших плотностях тока), часто наблюдается следующее явление. Первые кристаллы металла, осев на поверхности катода, образуют на нем возвышения, на которых в дальнейшем преимущественно и отлагаются новые количества выделяющегося металла, так как [c.513]

Прохождение постоянного тока через электрохимически активную (изменяющую числа переноса ионов п) диафрагму или мембрану, разделяющую два одинаковых раствора электролита, должно приводить к изменению его концентрации как внутри мембраны (в порах диафрагмы), так и в прилежащих слоях раствора. Исследование возникающих концентрационных профилей представляет несомненный интерес в связи с многочисленными приложениями электродиализ, электроосмотическое обезвоживание, электрохимическое закрепление грунтов, ионофорез лекарственных веществ, вызванная поляризация, аналитический метод определения чисел переноса ионов [1, 2]. [c.70]

Электрокинетические явления. В случае наложения на раствор, содержащий заряженный коллоид, электрического поля частицы будут двигаться к аноду, если они заряжены отрицательно, и к катоду, если они заряжены положительно. Это явление, которое сходно с движением любого иона в электрическом поле, называется электрофорезом. Если частицы нерастворимы и образуют полупроницаемую перегородку или мембрану, то приложенное электрическое поле заставляет жидкость (обычно воду) проходить через поры. Относительное движение растворителя и твердой фазы будет таким же, как если бы твердые частицы могли двигаться, т. е. растворитель движется по направлению к катоду, если перегородка или мембрана заряжена отрицательно. В этом явлении, которое называется электроосмосом, растворитель переносится ионами вдоль твердой поверхности вблизи от нее, причем ионы имеют знак, противоположный знаку поверхности. [c.622]

Метод термодинамических цепей нашел ряд приложений при моделировании как стационарных, так и нестационарных процессов переноса ионов, растворителя и газов под действием градиентов электрического потенциала или давления [116]. [c.129]

Электродиализ — диализ, обусловленный миграцией ионов через мембрану под действием приложенной разности потенциалов (электромиграцией). На рис. IV. 17 показана схема электродиализатора, представляющего собой сосуд, разделенный мембраной М, по обе стороны которой находятся электроды под напряжением постоянного электрического поля. Рассмотрим принципы электродиализа на примере переноса хлорной кислоты через различные мембраны. Если пропустить через водный раствор хлорной кислоты количество электричества, равное числу Фарадея (96 485 Кл/моль), то по закону Фарадея на электродах должно выделиться ио 1 экв элементов водорода и кислорода. При электродиализе на катоде (восстановление) исчезают ионы Н+, а на аноде (окисление) они накапливаются [c.241]

Исследование закономерностей электропроводности полимерных материалов осложняется и тем, что величина коэффициента теплопроводности зависит от времени с момента приложения электрического поля. При рассмотрении влияния состава резин авторы многих работ отмечают, что все факторы, приводящие к увеличению молекулярной подвижности, обусловливают рост электропроводности. Так, введение пластификатора увеличивает электропроводность полимеров как в высокоэластическом, так и в застеклованном состоянии, что также указывает на роль пластификаторов в процессе ионного переноса электричества. [c.72]

Исходя из этих положений, выведем уравнение, связывающее -потенциал со скоростью электрофореза или электроосмотического переноса. Для этого представим себе у твердой поверхности двойной электрический слой, находящийся под действием разности электрических потенциалов, приложенной тангенциально к межфазной границе. Такой слой изображен на рис. VH, 19а. Находящиеся в жидкости ионы (противоионы) под влиянием внешнего электрического поля стремятся передвинуться вправо к полюсу, несущему противоположный заряд (в данном случае к катоду). Понятно, что вблизи твердой поверхности вместе с ионами стремится передвинуться вся жидкость, в которой находятся эти ионы. Наоборот, под влиянием этого же поля твердая поверхность с закрепленными на ней ионами (потенциалопределяющими ио- [c.198]

Рассмотрим современные представления о механизме электроосмотического переноса жидкости. Движение жидкости происходит вследствие того, что вблизи поверхности в наружной части диффузного слоя имеется избыток ионов одного знака заряда. Приложение электрического поля к капилляру, наполненному жидкостью, заставляет избыточные ионы сдвигаться к противоположно заряженному полюсу. Ионы внутренней обкладки двойного слоя, находящиеся непосредственно на стенке, так же как и ионы первого слоя противоионов наружной обкладки, не перемещаются, так как для преодоления электростатических сил, [c.49]

Исходя из механизма явления электроосмоса, рассмотренного ранее, можно прийти к заключению, что связь между величиной С-потенциала, которая отражает собой наличие избытка ионов одного знака в диффузной части двойного слоя, и количеством перенесенной жидкости может существовать лишь в известных пределах размеров сечения капилляров исследуемой капиллярной системы. Действительно, с одной стороны, в трубках большого сечения, измеряемого миллиметрами и сантиметрами, силы, развиваемые поверхностным течением избыточных ионов под влиянием приложенной разности потенциалов и выражаемые величиной Кх в основном гидродинамическом уравнении электроосмоса, могут оказаться недостаточными для создания стационарного потока но всему сечению и длине трубки. Электроосмос в трубках большого сечения не наблюдался. С другой стороны, при достижении радиуса капилляра размеров толщины двойного слоя и меньше, что является вполне реальным для мембран такого типа, как желатиновые, коллодиевые, целлофановые и ряд других в разбавленных растворах электролитов, т. е. при приближении размеров пор к молекулярным, когда понятие о радиусе капилляров утрачивает свое значение и пористая система переходит в сплошное твердое тело, электроосмотический перенос жидкости должен падать до нуля. [c.59]

ЭДС такой цепи без переноса может быть выражена через средние коэффициенты активности ионов соли (см. приложение III), [c.121]

Скорость переноса жидкости при электроосмосе можно связать с величиной электрокинетического потенциала следующим образом. Представим капиллярную цилиндрическую трубку с постоянной площадью поперечного сечения, по которой передвигается жидкость под влиянием приложенной к концам трубки некоторой разности потенциалов и (рис. 36, слева). Ионы диффузного слоя при наложении внещнего электрического поля перемещаются к противоположно заряженному [c.88]

Большое число применений фоторезистов кратко описано в разд. 8.5. Одно из важнейших приложений они находят в производстве электронных интегральных схем, где резисты используются для обозначения участков нанесения покрытия на кремниевой подложке, на которых в последующем образуются сопротивления, конденсаторы, диоды и транзисторы готовой схемы, а также металлические проводники, соединяющие между собой элементы, изолирующие и пассивирующие слои. В процессе производства сложной схемы может быть несколько десятков стадий переноса изображения, травления, легирования или других операций. Каждая стадия должна выполняться в пространстве с точностью не хуже сотен нанометров. Для получения необходимой точности используются фотографические методы, хотя УФ-излучение может быть дополнено более коротковолновыми рентгеновскими лучами, пучками электронов или ионов в случае необходимости размещения большого числа компонентов в малом пространстве. Применяемые в настоящее время фоторезисты в основном построены на полимерных системах. Те, которые используются в полупроводниковой промышленности, представляют собой улучшенные варианты фоторезистов для приготовления фотопластинок. В этом разделе будут описаны три типичные системы фоторезистов. [c.256]

Метод капиллярного электрофореза также используется в /х-СПА-устройствах. Проба и буферный раствор вводятся в капилляр. При создании разности потенциалов на концах капилляра наблюдается протекание двух процессов. Первый, называемый электрофоретическим разделением, представляет собой движение положительно или отрицательно заряженных индивидуальных ионов в жидкости под влиянием приложенного поля. Второй процесс называется электро-осмотическим переносом и приводит к движению всей жидкости в капилляре. Реализация этого процесса обусловлена существованием двойного электрического слоя (слоя Гельмгольца) вблизи стенок капилляра. Этот слой образован неподвижными отрицательными зарядами на стенках капилляра (ионизированные силанольные группы) и положительно заряженными ионами из жидкости, которые притягиваются отрицательными зарядами. Если вектор напряженности электрического поля направлен вдоль капилляра, то электростатические силы приводят в движение слой подвижных положительно заряженных ионов. В конечном счете, благодаря молекулярному взаимодействию между слоями жидкости (вязкость жидкости), вся жидкость в капилляре приходит в движение. [c.646]

Обратный осмос (гиперфильтрация) — непрерывный процесс молекулярного разделения растворов путем их фильтрования под давлением через полупроницаемые мембраны, задерживающие полностью или частично молекулы либо ионы растворенного вещества. При приложении давления выше осмотического (равновесного) осуществляется перенос растворителя в обратном направлении (от раствора к чистому растворителю через мембрану) и обеспечивается достаточная селективность очистки. Необходимое давление, превышающее осмотическое давление растворенного вещества в растворе, составляет при концентрации солей [c.156]

Следует еще раз подчеркнуть, что ноны существуют в растворах электролитов и в отсутствие электрического тока, двигаясь в растворе хаотически, без какого бы то ни было преимущественного направления. Под действием же внешнего постоянного электрического поля, приложенного к раствору электролита, в движении ионов, в целом хаотическом, появляется тем не менее некоторое преобладающее направление, некоторая постоянная составляющая. За счет этого происходит направленный перенос зарядов через раствор — это и есть протекание через раствор электрического тока. [c.90]

Изменение термодинамических характеристик процесса переноса сопряжено с разностью термодинамических свойств сольватации свободных ионов и недиссоциированных молекул электролита в двух сравниваемых растворителях [173, с. 212]. В табл. 9 приложения [116, с. 312] приведены величины энтальпии и энтропии процесса переноса некоторых ионов из воды в неводный растворитель. [c.52]

Механизм движения иона, представляющего заряженный фрагмент частицы растворителя, состоит из двух стадий. На первой, присущей всем ионам, происходит электромиграция, т. е. смещение иона относительно массы растворителя вследствие приложенной к иону силы внешнего электрического поля. Эта стадия хотй и дает свой вклад в ионную подвижность, но вклад этот незначителен. Вторая стадия — направленная химическая реакция переноса протона на соседнюю частицу растворителя [c.454]

Таким образом, когда самой медленной стадией является перенос ионов, падение потенциала между электродами складывается из трех частей омического падения Дфот, концентрационного перенапряжения фсо с и равновесного Аф Д соответствующего случаю отсутствия тока. Последняя величина, как правило, равна нулю. Соответственно приложенную к электродам ЭДС можно представить в виде [c.141]

Наряду с исчезновением ионов металла у поверхности электрода происходит и противоположное явление — перенос ионов из раствора к поверхности электрода. При любом приложенном потенциале стационарное состояние наступает тогда, когда скорость удаления ионов вследствие осаждения металла равна скорости переноса массы посредством диффузии или конвекции, или и той, и другой 3. Поскольку скорость переноса массы пропорциональна разности концентраций ионов в растворе и на поверхности электрода, мы можем приравнять скорость удаления ионов и скорость иоступления их тогда получим [c.334]

Если к этим электродам приложить извне некоторую разность потенциалов от внешнего источника тока, то один из электродов (катод) приобретет потенциал отрицательнее равновесного потенциала, а другой (анод)—положительнее. На катоде начнется процесс восстановления имеющихся в растворе ионов меди, на аноде будет происходить переход меди в раствор в виде ионов. Перенос ионов от одного электрода к другому будет осуществляться как за счет диффузии, так и за счет миграций ионов (см. гл. V, 2). С изменением приложенной э. д. с. скорости процессов окисления и восстановления будут изменяться и ход поляризационных кривых можно в зависимости от услс ВИЙ опыта представить в виде соответствующих уравнений (Ш. гл. V, 2-4). [c.147]

Наряду с изчезновением ионов металла у поверхности электрода происходит и противоположное явление — перенос ионов из раствора к поверхности электрода При любом приложенном потенциале стационарное состояние наступает тогда, когда скорость удаления ионов вследствие осаждения металла равна скорости переноса массы посредством диффузии, конвекции или миграции под влиянием электрического поля [3] Если допустить наличие в растворе избытка инертного электролита, то число переноса ионов металла уменьшается до ничтожно малой величины, и миграцией можно пренебречь. Поскольку скорость переноса массы пропорциональна разности концентраций ионов в растворе и на поверхности электрода, мы можем приравнять скорость удаления ионов и скорость поступления их тогда получим [c.286]

Во-первых, жидкокристаллические растворители имеют низкую диэлектрическую проницаемость, что, с одной стороны, ограничивает растворимость в них большинства электролитов, а с другой — смещает равновесие между свободными ионами и ассоциатами в сторону образования ионных ассоциатов. Во-вторых, наличие анизотропии вязкости и диэлектрической проницаемости обусловливает зависимость электропроводности от направления ориентации жидкокристаллической фазы относительно приложенной э. д. с. В-третьих, особые реологические свойства нематических жидкостей, в частности резкое изменение вязкости вблизи температур фазовых переходов, сильно влияют на процессы переноса ионов электролитов. В-четвертых, конструкция жидкокристаллических ячеек (тонкий слой нематического жидкого кристалла, заключенного между нлосконараллель-нымн электродами) такова, что различие в размерах приэлектродных пространств и области объемной электропроводности невелико это затрудняет разграничение объемных и электродных процессов. В-пятых, специфические трудности очистки жидкокристаллических вешеств, а также недостаточно высокая химическая стабильность ряда жидкокристаллических материалов приводят к тому, что собственная остаточная электропроводность растворителя зависит от внешних условий, меняется во времени и с трудом поддается контролю. [c.55]

Число ионов, перенесенных в определенном направлении приложенным градиентом потенциала, может быть также выражено через скоч рость ионов. Если скорость ионов при градиенте потенциала, равном единице, обозначить через то скорость переноса ионов равна [c.529]

Очень поучительно начать обсуждение с приложения законов электростатики к простой модели карбониевого иона, так называемой модели сферы в континууме . Свободная энергия, связанная с неоднородным электрическим полем, окружающим сферический ион радиуса Я и заряда q, составляет q 2R для газовой фазы и q 2RD для бесструктурной среды с диэлектрической проницаемостью О. Тогда свободная энергия переноса иона из газовой фазы в диэлектрическую среду равна [c.161]

Ранее (раздел 6.1) мы упоминали о роли диссоциации воды и электроконвекции в переносе ионов соли в "запредельном" состоянии. Определенное влияние на форму ВАХ оказывает также характер распределения толщины диффузионного слоя 5 по поверхности мембраны [50]. В тех случаях, когда 5 равномерно распределена по поверхности мембраны (вращающаяся дисковая мембрана [64-66], вращающаяся мешалка [132, 133] или приложенная к поверхности мембраны фильтровальная бумага, вы- [c.289]

Ионы, существующие в растворе электролита, испытывают различные воздействия со стороны окружающих частиц и соверщают постоянные перемещения, которые в отсутствие внешнего электрического поля имеют хаотичный характер. Наложение электрического поля приводит к появлению действующих на ионы электрических сил, которые имеют определенное направление. В результате возникает преимущественное перемещение (миграция) положительных ионов к отрицательному электроду, а отрицательных ионов — к положительному. Это обеспечивает перенос электрических зарядов. Возникает электрический ток, величина которого зависит от заряда ионов, их размера, характера сольватации и других взаимодействий с окружающими частицами, что, очевидно, связано с природой электролита и растворителя, а также с концентрацией раствора. Кроме того, величина электрического тока зависит от приложенного напряжения, геометрического расположения и размеров электродов, которые непосредственно влияют на напряженность возникающего электрического поля, а следовательно, и на скорость направленного движения ионов. Средняя скорость упорядоченного движения и данного типа ионов, отнесенная к напряженности действующего электрического поля Е, называется подвижностью (иногда абсолютной скоростью) иона и = ь/Е и определяется лишь природой и концентрацией раствора, а от величины электрического поля не зависит. В поле с напряженностью = 1 В-см числовые значения и к V совпадают. [c.216]

Вначале мы обратим свое внимание на правую ветвь кривой рис. 33, т. е. на кривую падения величины -потенциала в области относительно больших размеров пор коллодиевых мембран. Причиной такого уменьшения величины V// и -потенциала можно предполагать гетеропористость мембран. Если бы коллодиевые мембраны или любые другие были гомеопористыми, т. е. содержали поры только одного размера, то, двигаясь в сторону увеличения сечения пор, мы должны были дойти до такой области, для которой при данном градиенте потенциала нельзя достичь стационарного лотока жидкости по всему сечению капилляров, и величина Vjl, а с ней и вычисленный -потенциал обращаются в нуль. Однако всякая реальная мембрана —это мембрана гетеропористая, т. е. содержащая поры различного размера и характеризующаяся кривой распределения пор по размерам. Увеличение среднего радиуса пор мембраны такого типа должно привести к положению, когда в наиболее крупных капиллярах при данном градиенте потенциала движущая электрическая сила окажется недостаточной для достижения стационарного потока, и электроосмотический перенос в таких крупных порах будет отсутствовать. В то же время движение ионов по сечению капилляров под влиянием приложенной разности потенциалов будет происходить, и, следовательно, сила тока в цепи не будет уменьшаться, а уменьшится объем перенесенной жидкости, что должно привести к общему уменьшению величины Vjl, а с ним и вычисляемого значения -потенциала. Такое уменьшение Vjl должно происходить, очевидно, пропорционально отношению площади крупных капилляров, где отсутствует электроосмотическое течение лсидкости, к общей площади сечения капилляров мембраны. [c.61]

Ряд особенностей наблюдается в связнодиспероных системах и при другом явлении переноса — при протекании электрического тока под действием приложенной извне разности потенциалов. Будем, как и прежде, рассматривать дисперсную систему в виде куба единичного объема, к двум сторонам которого приложена разность потенциалов АЧ измеряется текущий через систему электрический ток /. В качестве модели такой дисперсной системы можно избрать большое число искривленны.х каналов (капилляров) переменной ширины, сливающихся друг с другом и затем снова разветвляющихся особенно упорядоченная система таких электропроводящих каналов возникает в пенах и высокоцентрированных прямых эмульсиях (см. рис. X—2). Если радиус каналов много больше толщины ионной атмосферы, то основное отличие удельной электропроводности подобной системы Ху от электропроводности дисперсионной среды Х.о связано лишь с чисто геометрическим фактором уменьшением эффективного сечения проводников, по которым течет ток, и некоторым увеличением их длины за счет извилистости каналов. Определение электропроводности позволяет оценить объемное содержание дисперсной фазы Уотн эмульсии или для пен — обратную величину — кратность К (см. 2 гл. X) [c.201]

Наряду с электрофорезом приложение электрического поля к свободнодисперсной системе вызывает протекание электрического тока, который связан как с движением ионов в дисперсионной среде, так и с переносом зарядов движущимися со скоростью Vf частицами. Удельная электрическая проводимость свободнодисперсной системы равная феноменологическому коэффи1щ-енту 22, включает удельную электрическую проводимость дисперсионной сргды Яо и дополнител1эную электрическую проводимость, создаваемую движущимися заряженными частицами. Более полное рассмотрение показывает, что для свободнодисперсной системы имеем [c.236]

Характерные свойства металлов являются следст- вием их строения. Электроны, заполняющие межатомное пространство, отражают световые лучи. Это вызы-i вает непрозрачность и блеск металла. Электроны в процессе своего перемещения внутри кристаллической решетки металла переносят тепловую энергию от нагретых слоев к холодным. Хаотически движущиеся электроны в металле под воздействием приложенного электрического напряжения приобретают направленное движение, т. е. они проводят электрический ток. При повышении температуры металла возрастают амплитуды колебаний находящихся в узлах пространственной решетки атомов и ионов. Это затрудняет перемещение электронов, и электрическая проводимость металла падает. [c.390]

ЭЛЕКТРОПРОВбДНОСТЬ ЭЛЕКТРОЛЙТОВ, способность электролитов проводить электрич. ток при приложении электрич. напряжения. Носителями тока являются положительно и отрицательно заряженные ионы - катионы и анионы, к-рые существуют в р-ре вследствие электролитич. диссоциации. Ионная Э. э., в отличие от электронной, характерной для металлов, сопровождается переносом в-ва к электродам с о азованием вблизи них новых хим. соед. (см. Электролиз). Общая (суммарная) проводимость состоит из проводимости катионов и анионов, к-рые под действием внешнего алектоич. поля движутся в противоположных направлениях. Доля общего кол-ва электричества, переносимого отд. ионами, наз. числами переноса, сумма к-рых дпя всех вицов ионов, участвующих в переносе, равна единице. [c.454]