Прохождение электрического тока через раствор. Числа переноса

Электрический ток способны проводить следующие группы веществ 1) газы, 2) металлы и 3) электролиты. В кулонометрическом анализе, как правило, имеют дело с металлическими проводниками, используемыми для подачи электроэнергии от источников тока к электродам, и с электролитическими проводниками, или растворами электролитов, в которых обычно осуществляется реакция, положенная в основу того или иного метода определения. Прохождение электрического тока через раствор электролита сопровождается переносом вещества, что обнаруживается либо по изменению концентрации раствора, либо по выделению веществ на электродах. Этот процесс электрохимического окисления или восстановления веществ на электродах, происходящий с потерей или присоединением электронов, называется электролизом. Для осуществления электрохимической реакции в растворе должны находиться частицы, которые, достигнув поверхности электрода, смогли бы принять или отдать какое-то число электронов. К электродам перемещаются ионы разного заряда, причем положительно заряженные ионы (катионы) направляются к катоду, а отрицательные (анионы) — к аноду. Таким образом, при прохождении тока через цепь, состоящую из металлического проводника и электролита, на поверхности электродов происходит передача электронов от частицы электроду или наоборот. [c.5]

Особое внимание в книге уделено изложению отдельных электрохимических вопросов, имеющих фундаментальное значение, но часто нечетко или даже неправильно трактующихся и книгах и учебниках. К их числу относятся такие, на первый взгляд элементарные, вопросы, как механизм прохождения электрического тока через раствор электролита, природа электродного потенциала, значения чисел переноса в диффузионном слое и другие. [c.9]

Градиенты концентрации в граничных слоях. В электромембранных процессах, числа переноса ионов в растворах не равны числам переноса в мембранах. При прохождении электрического тока через электродиализную систему ионы имеют тенденцию концентрироваться в определенных областях и исчезать в других. Диффузия и физическое перемешивание препятствуют тенденции к концентрированию и деминерализации. [c.37]

Тот факт, что многие мембраны при прохождении через них электрического тока обладают свойством изменять числа пере- носа ионов по сравнению со свободным раствором, был известен уже давно. Гитторф в своих классических работах (1902 г.) по определению числа переноса в растворах различных электролитов обнаружил, что некоторые мембраны (в особенности из животных тканей) изменяли числа переноса. В дальнейшем боль- [c.145]

Метод Гитторфа. Предположим, что электрический ток проходит через раствор электролита, который диссоциирует на ионы и А". Хотя для простоты изложения этим ионам приписаны единичные положительные и отрицательные заряды, вообще они не обязательно должны быть одновалентными. Часть общего тока, переносимая катионами, составляет а часть, переносимая анионами, равняется Ь . Следовательно, при прохождении через раствор 1 фарадея электричества фарадеев переносятся в одном направлении эквивалентами ионов М+ и t фарадеев переносятся в обратном направлении эквивалентами ионов А". Одновременно на электродах разражается по 1 эквиваленту каждого иона. Движение ионов и их разряд нод влиянием тока вызывают изменения концентрации у электродов, а на основании этих изменений можно вычислить числа переноса. [c.164]

В ЭТОМ случае ему удалось наблюдать колебания, когда концентрации соли в растворах по обе стороны мембраны были одинаковыми. Помещая один из двух электродов, предназначенных для измерения электропроводности, непосредственно в слой ионообменной смолы и изменяя положение этого электрода, Теорелл обнаружил, что при прохождении постоянного тока в мембране устанавливался градиент концентраций. Возникновение такого градиента вызвано различием в, числах переноса ионов в мембране и растворе, в результате которого у одной поверхности мембраны концентрация противоионов убывает, у другой — растет. Теорелл постулировал, что колебания и в этом случае происходят вследствие искажения концентрационного профиля, если поток объема значителен, или вследствие релаксации, если поток объема близок нулю. Хотя при исследовании слоя ионообменной смолы явления могут быть в некоторой степени осложнены, следует считать, что они определяются теми же физическими причинами, что ив случае обычных мембран. Форгакс [63] обнаружил также колебания электрического потенциала при прохождении постоянного тока через ионообменные (катионо- и аниопообменные) мембраны и через гель агар-агара. [c.504]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология