Движение ионов в растворе

Из этого равенства следует, что скорость движения ионов в растворе пропорциональна напряженности электрического поля. Отношение скорости движения ионов к напряженности поля в рассматриваемом приближении не зависит от последней и называется подвижностью иона. Из (18.5) следует, что подвижность иона [c.326]

Согласно теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля, каждый ион полностью диссоциированного электролита окружен ионами, создающими поле противоположного знака. Такое распределение ионов в пространстве называется ионной атмосферой. При наложении внешнего поля центральный ион и ионная атмосфера, как обладающие зарядами, одинаковыми по величине, но обратными по знаку, движутся в противоположные направления. Силы меж-ионного взаимодействия вызывают торможения, растущие с увеличением концентрации, и, следовательно, уменьшающие эквивалентную электрическую проводимость. Движение ионной атмосферы в сторону, противоположную центральному иону, вызывает электрофоретическое торможение, обусловленное движением сольватированного иона против потока сольватированных ионов ионной атмосферы. Второй эффект торможения обусловлен нарушением симметрии расположения ионной атмосферы вокруг центрального иона при его движении под действием поля. Движение приводит к разрушению ионной атмосферы позади иона и образование ее на новом месте. Для этого требуется время релаксации, и потому позади движущегося иона всегда находится некоторый избыток заряда противоположного знака, тормозящего его движение. Это торможение называют релаксационным. На скорость движения иона в растворе влияет вязкость среды, создавая дополнительный эффект трения, который учитывается уравнением Стокса /т = 6ят]гу, где /т — спла трения т) — вязкость растворителя г — радиус иона V — скорость движения иона. [c.272]

Принимая во внимание то, что перенос электричества в растворе осуществляется одновременным действием и катионов и анионов, рассмотрим долю участия их в этом процессе. Для этого обратимся к скорости движения ионов в растворе под действием электрического поля. Чтобы исключить влияние силы электрического поля на обсуждаемую величину, принято определять ее как путь, пробегаемый ионами за 1 с при падении напряжения в 1 В на 1 м [c.263]

Если на колено трубки наклеить полоску миллиметровой бумаги, то с помощью секундомера можно намерить скорость перемещения границы окрашивания. Умножив величину этой скорости на напряжение между электродами и поделив на расстояние между ними, получают абсолютную скорость движения иона в растворе, т. е. скорость иона (см/с) при градиенте падения напряжения в [c.72]

Рис. 22. Механизм прохождения электрического тока через раствор электролита а — хаотическое движение ионов в электролите без электрического поля б - направленное движение ионов в растворе под действием постоянного электрического поля

В проводниках второго рода (растворы и расплавы электролитов) электричество переносится ионами. Скорость движения ионов в растворах по сравнению со скоростью движения электронов в металлах мала, поэтому неудивительно, что электропроводность, например, меди и серебра приблизительно в 1 ООО ООО раз больше электропроводности растворов. [c.37]

Следовательно, эквивалентная электрическая проводимость электролитов при бесконечном разведении равна произведению числа Фарадея на сумму абсолютных скоростей анионов и катионов. Выражение (Х1У.51) удобно для определения абсолютных скоростей движения ионов в растворах. [c.374]

Рассмотрим движение ионов в растворе бинарного электролита с однозарядными ионами, например КС1. Скорости катиона и аниона будут выражаться соответственно уравнениями [c.145]

В растворах электролитов перенос электричества осуществляется за счет перемещения ионов. Анионы в электрическом ноле движутся к положительно заряженному электроду — аноду, катионы— к отрицательному электроду — катоду. Скорость движения ионов в растворах но сравнению со скоростями движения электронов в металлах мала, поэтому электрическая проводимость, например, меди и серебра примерно в 1 000 000 раз больше проводимости растворов. [c.120]

Эквивалентная проводимость зависит от температуры. Для большинства электролитов проводимость увеличивается с повышением температуры, что объясняется увеличением скорости движения ионов в растворе. Это увеличение имеет линейный характер [c.127]

Так как электрохимическая коррозия протекает через несколько взаимосвязанных стадий, то скорость ее зависит от скорости самой медленной стадии, называемой лимитирующей (контролирующей) стадией процесса. Все остальные стадии вынуждены иметь скорость, равную скорости лимитирующей стадии процесса. Поскольку коррозионные элементы являются короткозамкнутыми микроэлементами, то движение электронов в металле не может быть лимитирующей стадией процесса. Движение ионов в растворе обычно также не лимитирует процесс коррозии ввиду очень малого расстояния между микроэлектродами (исключение составляют растворы с очень малой электропроводностью). Следовательно, лимитирующими стадиями могут быть или реакции анодного окисления металла (анодный контроль), или реакции катодного восстановления окислителя (катодный контроль), или те и другие одновременно (смешанный контроль). [c.214]

Отношение усредненного пути движения ионов в растворе к площади их перемещения 1/3 называют константой ячейки /Ся. [c.60]

Электропроводность растворов сильных электролитов. Теория сильных электролитов Дебая и Гюккеля исходит из положения, что между ионами существуют силы взаимодействия. Вблизи каждого иона данного знака будет находиться большее число ионов с обратным знаком. Такое распределение ионов называется ионной атмосферой, которая создает на месте данного иона потенциал, противоположный ему по знаку. При наложении внешнего поля ионная атмосфера вокруг иона вызывает появление двух эффектов, тормозящих движение иона в растворе релаксационный эффект, обусловленный нарушением симметрии расположения ионной атмосферы вокруг центрального иона, и электрофоретический эффект, обусловленный движением иона против потока сольватированных ионов противоположного знака. Кроме этих двух сил, тормозящих движение иона в растворе, существует и сила трення, зависящая от вязкости среды, в которой движется нон. [c.272]

Скорость движения ионов. Абсолютная скорость движения ионов в растворе при бесконечном разведении и постоянной температуре является особенностью каждого иона. Она определяется величиной его заряда, размерами, степенью гидратации, свойствами растворителя и т. п. В то же время межионное взаимодействие, замедляющее движение ионов, при бесконечном разведении отсутствует. [c.38]

Коэффициент пропорциональности К называют константой ячейки (Кя). Значение ее зависит от отношения усредненного пути движения ионов в растворе к площади их перемещения, т. е. от отношения 1/3 [см. равенство (10.4)]. [c.150]

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]

Для характеристики скорости движения ионов в растворе введено понятие подвижность ионов , представляющее частное от деления скорости и на напряженность поля Н [c.89]

Как и при работе гальванического элемента, при электрохимической коррозии происходит окисление восстановителя, восстановление окислителя, движение ионов в растворе электролита и электронов в металле. Основным отличием процессов электрохимической коррозии от процессов в гальваническом элементе является отсутствие внешней цепи. Электроны при коррозии не выходят из корродирующего металла, а движутся внутри металла. Химическая энергия реакции окисления металла не передается в виде работы, а лишь в виде теплоты. Схема электрохимической коррозии железа в контакте с углеродом приведена па рис. 73. На анодных участках происходит ре- [c.212]

Электрохимические методы широко используются и в процессах очистки растворов. Скорость движения ионов в растворе пропорциональна напряженности приложенного электрического поля, в то время как скорость движения молекул от него не зависит. Эта закономерность позволяет проводить эффективное отделение электролитов от неэлектролитов. [c.316]

НОМ порошке, порошке поливинилхлорида и т. д., и главным образом на целлюлозе. Электрофоретический метод разделения имеет особое значение для разделения коллоидов и аминокислот, так как заряд частиц этих соединений зависит от значения pH среды. Поэтому значение pH раствора (изо-электрическая точка) оказывает большое влияние на направление движения ионов в растворе. Процесс электрофореза проводят часто в присутствии буферных растворов. Согласно уравнению (7.1.29), состав раствора оказывает большое влияние на скорость движения частиц в растворе. Движению частиц в электрическом поле препятствует явление диффузии. Влияние диффузии обратно пропорционально размерам частиц и силе поля. Для разделения ионов больших размеров можно применять электрофорез при низком напряжении, для разделения частиц небольших размеров следует работать при более высоких напряжениях. Электрофорез на носителе по технике выполнения проще, чем обычный электрофорез. При этом вещества в соответствии со скоростями их движения в электрическом поле фракционно осаждаются на носителе. Используя сорбционное действие носителя, можно замедлить движение частиц, что приведет к расширению зон фракционирования. Под действием выделяемого током тепла, особенно при работе с высокими напряжениями, происходит испарение растворителя, что затрудняет процесс разделения. Важным фактором является удаление перед разделением больших количеств электролитов, например, в процессе диализа. [c.387]

Измерение электродвижущей силы необходимо производить только таким способом, при котором ток через элемент практически не проходит. В противном случае измеренная э. д. с. будет меньше, чем величина, определяемая как разность равновесных потенциалов обоих электродов. Нельзя определять э. д. с. элемента обычным вольтметром. Если замкнуть элемент на вольтметр, который потребляет некоторый ток, то электроны от электрода более отрицательного будут переходить к электроду более положительному. Вместе с этим начнется и движение ионов в растворе. В элементе возникает ток, в результате которого потенциалы электродов изменяются. Разность потенциалов между электродами уменьшится и э. д. с. замкнутого элемента будет меньше, чем разомкнутого. Уменьшение э. д. с. при замыкании элемента может быть также обусловлено протеканием химических реакций на электродах, которые вызывают изменение концентрации ионов у электродов и величины электродных потенциалов. [c.259]

Реакции в растворах электролитов. В растворах электролитов в отличие от неэлектролитов имеются положительно и отрицательно заряженные ионы. Подавляющее большинство химических реакций в растворах принадлежит к быстрым реакциям. В то же время для протекания любой химической реакции необходимо столкновение реагирующих частиц, т. е. сближение их до расстояния, на котором возможны электронные переходы. А так как скорость движения ионов в растворе значительно превышает скорость движения молекул, то именно ионы определяют реакционную способность растворов не только сильных, но и слабых электролитов. [c.168]

Абсолютная скорость движения ионов в растворе при бесконечном разведении и постоянной температуре является особенностью каждого иона. Она определяется величиной его заряда, раз- [c.52]

Абсолютные скорости движения ионов в растворах невелики (табл. 32) они существенно меньше, чем скорости движения молекул в газах. Например, ион водорода движется в водной среде приблизительно в 10 раз медленнее, чем молекула водорода в газовой среде. Это объясняется тем, что в водной среде гидратированные ионы испытывают при передвижении большое сопротивление со стороны среды. [c.217]

Образование осадка — сложный процесс, который начинается с возникновения зародышей кристаллов (центров кристаллизации). В своем хаотичном движении ионы в растворе сталкиваются и в отдельных местах возникают агрегаты, состоящие из нескольких противоположно заряженных ионов. Большинство этих агрегатов опять распадается. Только те из них могут стать [c.125]

Рис. И. Схема движения ионов в растворе или расплаве электролита под действием электрического тока

Рассмотрим движение ионов в растворе бинарного электролита с однозарядными ионами, например КС1. Скорости катиона и аниона будут выражаться соответственно уравнениями u+=k+E и v-—k-E, где k+ = e B и k-=e B-. [c.194]

Использование в качестве системы отсчета растворителя в целом позволяет учесть сольватационный перенос растворителя с ионами, не вводя при этом никаких В более ранних работах для оценки переноса растворителя при движении ионов в раствор вводили какое-либо нейтральное вещество (например, сахар), молекулы которого, как предполагалось, не входили в состав сольватных оболочек ионов, а потому, не должны были перемещаться. В этих условиях по изменению концентрации нейтрального вещества в приэлектродном пространстве (в методе Гитторфа) можно было рассчитать количество растворителя, которое было перенесено ионами, и оценить так называемые истинные числа переноса. Этот способ оценки истинных чисел переноса был предложен В. Уошборном. Недостаток метода Уошборна [c.73]

Потенциал электрода. Поляризация и напряжение разложения. Известно, что прохождение тока через раствор электролита резко отличается от прохождения тока через металл. Если к концам металлического стержня присоединить провода от источника тока, то уже при самом слабом приложенном напряжении через стержень будет идти поток электронов. Вещество металла при этом не изменяется, часть тока затрачивается только на некоторое нагревание проводника. Если же провода от источника постоянного тока опустить в раствор электролита, то электрический ток пойдет только при некоторых определенных условиях. Прохождение тока в этом случае связано с движением ионов в растворе и с разрядом ионов на электродах или с превращением атомов электрода в ионы. На электродах начинаются химические процессы, которые приводят к измененик> [c.190]

Коэффициент активности, как правило, бывает меньше единицы коэффициент активности становится равным единице лишь при очень большом разбавлении раствора, когда силы взаимодействия между ионами приближаются к нулю. В этом случае а С, т. е. движение ионов в растворе fie стеснено. У сильных электролитов, например, это имеет место только в очень разбавленных растворах при С < 0,0001 кмоль/м . В таких растворах расстояние между ионами достаточно большое, и межиоиные силы не оказывают влияния иа скорость их передвижения. [c.117]

Теория Дебая и Ойзагера. В теории Дебая и Хюккеля при рассмотрении движения ионов в растворах электролитов не учитывалось, что прямолинейность поступательных движений ионов нарушается их тепловым движением. Учитывая это обстоятельство, Онзагер развил более полную теорию. При подходе к количественной теории необходимо дать четкое представление о модели, лежащей в ее основе. Очевидно, при с О взаимодействием между ионами можно пренебречь п считать движение каждого из них независимым. При конечных концентрациях каждый ион окружен ионной атмосферой противоположного знака. Это приводит к возникновению сил, тормозящих движение ионов. При наложении поля ионная атмосфера стремится двигаться в направлении, противоположном направлению движения иона. Это эквивалентно появлению добавочного трения, которое получило название ка-тафоретического эффекта или добавочной катафоретической силы трения Л. Кроме того, следует иметь в виду, что ионная атмосфера образуется не мгновенно, а в течение некоторого времени 0, называемого временем релаксации. При движении иона в электрическом по.ле в каждом новом его положении ионная атмосфера должна образовываться заново, а когда ион передвинется в следующую позицию, то оставляет за собой частично сформировавшуюся ионную атмосферу противоположного знака, которая также тормозит движение иона. [c.404]

Направление движения ионов в растворе обусловлено протекающими у электродов электрохимическими процессами. Как > же сказано, у цинкового электрода катионы выхсщят в раствор, создавая в нем избыточный положительный заряд, а у медного электрода раствор, наоборот, все нре.мя обедняется катионами, так что здесь раствор заряжается отрицательно. В рез льтатс э гого создается электрическое поле, в котором катионы, находящиеся в растворе (Си и движутся от цинкового электрода к. медному, а анионы — в обратном направлении. В итоге жидкость у обоих электродов остается электронейтральной. [c.270]

Повьш1ение температуры оказывает влияние на устойчивость коллоидных растворов. Это влияние не однозначно. С одной стороны, повышение температуры приводит к частичной десорбции ионов с поверхности ядра, к уменьшению его заряда. Это приводит к уменьшению общего скачка потенциала и соответственно к уменьшению дзета-потенциала. С другой стороны, повышение теипературы отвечает увеличению интенсивности хаотического движения ионов в растворе. Распределение ионов в слое жидкости, прилегающей к поверхности, становится более равномерным. В результате меньшее их количество остается в адсорбционном слое, толщина диффузного слоя становится больше, что приводит к увеличению дзета-потенциала. Отметим также, что повышение температуры увеличивает кинетическую энергию коллоидных частиц, что позволяет им преодолевать более высокий потенциальный барьер и входить в зону, где преобладающими становятся силы притяжения. Таким образом, повышение температуры, с одной стороны, способствует коагуляции, с другой стороны, препятствует ее протеканию. Поэтому заранее нельзя предсказать, как именно повлияет повышение температуры на устойчивость конкретного коллоидного раствора. Тем не менее опыт показывает, что в большинстве случаев повышение температуры вызывает коагуляцию. [c.422]

Величины А, А, В и В в (У1П.28) — (У1П.31) зависят от температуры, вязкости и диэлектрической проницаемости среды, природы и типа электролита. Значение Хо возрастает с увеличением температуры. Температурные зависимости Яс растворов сильных н слабых электролитов проходят через точку максимума, так как накладываются два явления с ростом температуры yмeньшaeт F вязкость раствора и возрастает подвижность ионов, но одновременно падает диэлектрическая проницаемость и увеличиваются силы взаимодействия между ионами, плотность ионной атмосферы и силы, тормозящие движение ионов. В растворе слабого электролита может уменьшаться степень диссоциации. [c.94]

Первым практическим затруднением, с которым столкнулась эта теория, была -невозможность объяснить с ее позиций существование -)лектрокинетического потенциала который всегда меньше, чем ф, и иногда имеет противоположный знак. Поэтому Гуи и Чепмэн сделали попыт- ку создать новую теорию, так называемую диффузионную теорию двойного слоя. Эта теория исходит из непрерывного теплового движения ионов в растворе, которое должно привести к отклонению обкладок [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология