Электрическая проводимость растворов и числа переноса

Сначала вычисляют предварительное или кажущееся число переноса, пренебрегая влиянием электрической проводимости растворителя и изменениями объема у электродов. В дальнейшем, вводя поправки, учитывающие эти факторы, рассчитывают истинное число переноса. Схема определения чисел переноса представлена на рис. 77. Границу ао между двумя растворами электролитов в трубке (рис. 77) получают наслаиванием одного из растворов АР на другой Щ растворы имеют общий ион Р. При пропускании в течение т секунд постоянного тока граница поднимется в положение а . При перемещении ионов А вверх по трубке через любое сечение трубки, расположенное выше переносится Рс У Кл, где Р — число Фарадея, Сд — концентрация ионов А (в г-экв/л), V — объем, равный произведению поперечного сечения трубки на расстояние пройденное границей, I — сила [c.369]

В водных растворах числа переноса различных ионов близки друг другу. Исключение — ионы гидроксония и гидроксила, обладающие повышенными числами переноса. Это объясняется тем, что кроме переноса электричества путем непосредственного движения этих ионов значительно большую роль играет механизм электрической проводимости, называемый эстафетным. При этом происходит перескок протона от иона гидроксония Н3О+ к определенным образом ориентированной соседней молекуле воды. В результате она превращается в ион НзО ". Затем протон передается дальше, к следующим молекулам воды. Такие перескоки происходят значительно быстрее, чем простое движение иона гидроксония, что обеспечивает высокую подвижность и увеличение числа переноса иона гидроксония. Аналогично объясняется [c.219]

Электрическая проводимость растворов и числа переноса [c.863]

Известно, что расплавленные шлаки представляют собой микро-неоднородный раствор, состоящий из простых катионов и анионов и комплексных кислородсодержащих анионов, устойчивость которых зависит от многих факторов, в том числе и от природы простых катионов. Ионная структура жидких шлаков предопределяет их преимущественно электролитическую проводимость, т. е. перенос тока в шлаках при наложении электрического поля, и обусловливается в основном упорядоченным движением ионов. [c.83]

Числа переноса зависят от природы электролита и растворителя, концентрации раствора и температуры. Числа переноса одного и того же иона в растворах различных электролитов различны. Знание чисел переноса имеет большое значение для теории растворов электролитов, позволяет вычислить эквивалентные электрические проводимости отдельных ионов, установить наличие комплексообразования, сольватации ионов и др. [c.202]

При 18° С абсолютные скорости ионов Ag+ и С1- соответственно равны 5,7 - 10 и 6,9- 10 м с-В. Вычислить числа переноса ионов и эквивалентную электрическую проводимость бесконечно разбавленного раствора хлорида серебра. [c.146]

Число переноса. В растворах электролита электричество частично переносится катионами, частично — анионами, мигрирующими в противоположных направлениях. Ток или плотность тока (если отнести ток к 1 см поперечного сечения) представляет собой сумму абсолютных величин количества электричества, переносимого за 1 с в противоположных направлениях разноименно заряженными ионами, так как для электрического тока перемещение положительных электрических зарядов в одном направлении эквивалентно перемещению того же количества и с той же скоростью отрицательных зарядов в противоположном направлении. Таким образом, появление электрического тока (в пространстве вне изучаемого проводника) не зависит от того, переносится ли ток ионами в электролитах (биполярная проводимость) или же электронами в металлах (униполярная проводимость). Однако внутри проводника (электролита или металла) механизм проводимости существенно различается. [c.308]

К основным свойствам ионообменных мембран и процессам, происходящим с их участием, относят набухаемость, осмотический перенос, диффузию, селективность, мембранное равновесие, мембранные потенциалы, электрическую про--водимость и др. Так как ток переносится в электродиализных аппаратах потоком ионов, проводимость системы зависит от числа ионов в обрабатываемой воде, т. е. от нормальности раствора электролита. Если отношение плотности тока к нормальности будет чрезмерно большим, то не будет хватать ионов для переноса тока. Это явление наблюдается прежде всего на границах раздела мембраны с раствором в обессоливающих камерах и называется поляризацией или обеднением заряженного слоя. Поляризация — важнейший фактор, ограничивающий плотность тока, а следовательно, эффективность процесса. [c.20]

Кроме этой силы релаксации, скорости ионов определяются еще и другими эффектами. Если ионы мигрируют в среде с вязкостью т], то они будут стремиться переносить с собой частицы среды, находящиеся в непосредственной близости от них. Следовательно, ионы в непосредственной близости движутся в потоке растворителя. Этот эффект носит название электрофоретического, и его величину можно определить на основе гидродинамических рассмотрений. Таким образом, мы имеем совокупность четырех сил, которые должны поддерживаться в равновесии. Это — стоксовская сила внутреннего трения, действующая на ион при его движении в среде с вязкостью т], электрическая сила 6)Е, релаксационная сила Кц, связанная с асимметрией ионной атмосферы, и электрофоретическая сила Ке- Скорость миграции иона и, следовательно, удельную электропроводность раствора К можно определить из условия равновесия этих сил. Молярная проводимость дается формулой Л= 1000 Х/с, где с — молярная концентрация с = п 1000/Л , где п — число молекул в единице объема. Числа диссоциации V,- определяют ионные концентрации П1 = 1П. Формулу для проводимости можно записать в следующем виде, как предложили Дебай и Фалькенгаген [c.61]

Абсолютные скорости движения ионов Sr"+ и 1 в разбавленном растворе прн 291 К равны соответственно 5,2-10 и 6,8-10 м"/(с-В). Определите эквивалентные электрические проводимости и числа переноса ионов в растворе Sr ij [c.305]

Анализ исследуемого раствора. Исследуемый раствор помещают в мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят до метки водой и перемешивают. Пипеткой переносят 10 мл полученного раствора в ячейку для титрования и добавляют дистиллированную воду до полного погружения электродов. Помещают в сосуд-ячейку магнит, включают магнитную мешалку и регулируют число оборотов таким образом, чтобы в растворе не было глубокого воздушного конуса. Устанавливают тумблер 13 (см. рис. 20.5) в режим работа и проводят титрование исследуемого раствора, добавляя рабочий раствор из бюретки по 0,5 мл и измеряя в каждой точке электрическую проводимость в соответствии с указаниями (п. 5 - 6, с. 225). Титрование прекращают после того, как обнаружат два излома на кривой титрования (см. рис. 20.8). По полученным данным строят фафик в координатах электрическая проводимость аг - объем титранта, мл, по которому находят значения Vi и Кг. Рассчитывают массу NaOH и ЫагСОз в исследуемом растворе в миллифаммах. [c.230]

Пример 3. Абсолютные скорости ионов К+ и С10 при 18° С соответственно равны 6,604-10 и 6,102-10- м /с. Определить числа переноса ионов К+ и 10 и эквивалентную электрическую проводимость при бесконечном разбавлении раствора перхлората калия КСЮ4 при указанной температуре, [c.142]

При 18° С абсолютные скорости катиона и аниона валериановой кислоты С4Н9СООН соответственно равны 3,242-10- и 2,662-10 м - с-В. Вычислить числа переноса и эквивалентную электрическую проводимость валериановой кислоты при бесконечно большом разбавлении раствора. [c.146]

Итак, в серебряном концентрационном элементе из раствора, находящегося в области отрицательного полюса (анода), мигрирует % = 0,46 г.-э. серебра, в то время как в раствор переходит 1 г.-э., то есть концентрация ионов Ag здесь возрастает. У положительного полюса (катода), напротив, из раствора осаждается 1 г.-э. серебра, а приходит к электроду только 0,46 г.-э., то есть концентрация здесь уменьшается. Из этого следует, что при прохождении через раствор Р кулонов электричества в области отрицательного полюса перешел в раствор 1 г.-э. серебра, а ушло %(= 0,46) г.-э. Количество ионов Ag увеличилось, следовательно, на 1—Пй = 0,56 г.-э. Но так как I—% равно числу переноса анионов, то одновременно 1 —% г.-э. ионов N03 перешло к области этого электрода (но не оса-дилось), и количество растворенного AgNOз здесь, таким образом, увеличилось Аналогично от области положительного полюса ушло 1 — = Па) г.-э. ионов N03 здесь уменьшение количества ионов N03 , таким образом, эквивалентно увеличению количества ионов Ag . В концентрационном элементе при биполярной проводимости количество ионов Ag около отрицательного полюса увеличивается и у положительного — уменьшается. Вследствие этого отрицательный полюс становится менее отрицательным, а положительный менее положительным. Следовательно, э. д. с. уменьшается. Это и есть объяснение действия концентрационной поляризации. Во время работы элемента, таким образом, происходят изменения, уменьшающие количество электрической энергии, которое может дать элемент. [c.167]

Растворы металлов в жидком аммиаке не единственные представители проводников со смешанной электропроводностью. К такого рода проводникам можно отнести и газы, находящиеся под действием или электрического разряда, или радиоактивного излучения, или же нагретые до очень высоких температур. Большинство твердых солей обладает ионной проводимостью униполярного типа, т. е. у них только один сорт ионов участвует в переносе тока. Так,, например, в кристаллах галогенида серебра ток переносится лишь катионами и число переноса иона серебра равно единице, в то время как для галоидного аниона оно равно нулю. Напротив, в кристаллах нитрата свинца число переноса катиона равно нулю, и подвижностью в электрическом поле обладают лишь ионы нитрата. ОднакО с повышением температуры почти у всех твердых солей появляется и электронная проводимость. Они превращаются в проводники со смешанной электропроводностью, часто полупроводникового характера. Для некоторых твердых соединений, например для а-модификации Ag2S, смешанная проводимость наблюдается в широком интервале температур. Такие типичные проводники I рода, как амальгамы и сплавы металлов (особенно в расплавленном состоянии), обнаруживают при пропускании через них токов большой силы слабую ионную проводимость, причем один из компонентов сплава перемещается к катоду, а другой — к аноду. Природа переноса тока ионами в амальгамах и сплавах еще недостаточно изучена. [c.127]

Растворы металлов в жидком аммиаке не единственные представители проводников со смешанной электропроводностью. К ним можно отнести также газы, находящиеся под действием электрического разряда, радиоактивного излучения, очень высокой температуры и т. д. Большинство твердых солей при обычных температурах обладает ионной проводимостью униполярного типа, т. е. у них только один сорт ионов участвует в переносе тока. Так, например, в кристаллах галогенида серебра ток переносится только катионами, следовательно, число переноса иона серебра равно единице, в то время как для галоген-иона оно равно нулю. Напротив, в кристаллах нитрата свинца число переноса катиона равно нулю, и подвижностью в электрическом поле обладают лишь ионы нитрата. Однако с повышением температуры почти у всех твердых солей появляется также и электронная проводимость. Они превращаются в проводники со смешанной электропроводностью, часто полупроводникового характера. Для некоторых твердых соединений, например для а-модификации АдаЗ, смешанная проводимость наблюдается в широком интервале температур. Такие типичные проводники [c.137]

Удельная электропроводимость воды. См/см, характеризуется электрической проводимостью слоя воды, находящегося между двумя противоположными гранями куба с ребром, равным 10 м. Она косвенно связана с суммарной концентрацией примесей в истинно-растворенном состоянии (солесодержанием). В чистой воде, не содержащей примесей, перенос зарядов осуществляется лишь ионами Н+ и 0Н . Удельная электропроводимость такой воды при 293 К составляет 0,04 мкСм/см. В растворах связь между электропроводимостью и концентрацией ионных примесей зависит от множества факторов, в том числе от температуры, вида ионов, степени диссоциации, что существенно затрудняет измерения. Более определенная связь существует в растворах при постоянной температуре и степени диссоциации. [c.26]

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]

Из-за малой величины чисел переноса Та и Тк, затрудняющей их измерение, подобные исследования проводились редко. Рейнгольду [54] удалось показать наличие одновременной диффузии электронов и ионов в сульфиде, селениде и теллуриде серебра. По данным Гундермавна и Вагнера [55], число переноса одновалентных ионов меди в закиси меди при 1000° С получилось равным 5-10 , причем эта величина не зависела от давления. Для определения чисел переноса в жидких окислах СигО, СоО и N 0 Шраг [56] проводил измерения на жидких мостиках , образующихся между электрическими контактами. Число переноса ионов в окиси никеля при 1800° С составляло, напоимер, 3,9-Ю З, тогда как остальная часть проводимости была электронной. Измерения подобного рода были проведены и на растворах металлов или ннтерметаллидных соединениях, но они имеют для нас меньшее значение. Недостаток таких измерений состоит в том, что они, как правило, дают суммарную подвижность ионов без подразделения на относительные вклады анионов и катионов. [c.41]

Важная особенность ионообменных мембран — снижение величины проводимости при значительном повышении концентрации растворов. Анионы и катионы в порах электрически взаимодействуют с ионами электролита, образуя двойные электрические слои. При определенных (достаточно малых) концентрациях поры в мембранах заполнены только ионами, несущими заряд, противоположный фиксированным на стенках пор анионам и катионам. Ионы противоположного знака отсутствуют, а электрический контакт между растворами происходит только за счет перемещени5Г ионов одного знака. При высоких концентрациях в полостях пор оказывается электронейтральная смесь катионов и анионов и мембрана становится простой диафрагмой, потенциал на которой определяется только различием в подвижностях ионов электролита [17]. Для учета влияния подвижности ионов в предыдущее выражение необходимо добавить множитель вида (тк—Та)г. где Тн и Та — числа переноса однозарядных катионов и анионов,, зависящие в общем случае от концентрации электролитов, контактирующих с мембраной, знака фиксированных ионов и структуры мембраны. Для катионообменной мембраны — в разбавленных растворах — Тк 1, Та- 0, для анионообменной — наоборот. Соответственно изменяется и знак разности потенциалов. [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология