Определение подвижности ионов методом подвижной границы

Причиной электрофореза, как и других электрокинетических явлений, служит наличие двойного ионного слоя (ДИС) на поверхности раздела фаз. При положительно заряженной дисперсной фазе коллоидные частицы вместе с адсорбированными на них положительными потенциалопределяющими ионами движутся к катоду, отрицательно заряженные противоионы диффузного слоя —к аноду. В случае отрицательного заряда частиц движение происходит в обратных направлениях. Дисперсная фаза смещается относительно дисперсионной среды по поверхности скольжения. Поэтому, измерив скорость электрофореза, находят потенциал коллоидной частицы, т. е. электрокинетический или (дзета) потенциал. Величина -потенциала характеризует агрегативную устойчивость золя и зависит от толщины диффузного слоя, концентрации и заряда противоионов. Скорость электрофореза определяют методом подвижной границы — наблюдают за передвижением границы между окрашенным коллоидным раствором и бесцветной контактной жидкостью. Наилучшей контактной жидкостью является ультрафильтрат самого золя. Для приближенных измерений используют воду. Сущность метода состоит в определении времени, за которое граница окрашенного золя переместит- [c.205]

Принцип метода движущейся границы иллюстрируется схемой, представленной на рис. 7. Первоначально граница находится в плоскости а-Ь между растворами двух солей XV и 2 . Основное требование метода состоит в том, чтобы подвижность ионного компонента X была больше подвижности ионного компонента Z. Если плотность раствора Ъх меньше плотности раствора Х , то относительное положение растворов в ячейке, а также расположения катода и анода меняются, и граница будет двигаться не вверх, а вниз. Если при пропускании одного фарадея электричества через плоскость g-h граница переместится из а- в положение с-(1 и через нее пройдет объем V (см ),то первоначально содержавшееся в этом объеме число эквивалентов ионного компонента X также должно пересечь воображаемую плоскость g-h. Согласно определению, приведенному в разд. II, А, эта величина и представляет собой число переноса катионного компонента. Следовательно, [c.83]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ ИОНОВ МЕТОДОМ ПОДВИЖНОЙ ГРАНИЦЫ [c.20]

Сущность определения подвижности ионов методом подвижной границы заключается в измерении смещения границы раздела, образованной растворами двух разных солей с общим анионом, при прохождении электрического тока. По величине смещения границы можно рассчитать подвижность ионов. [c.20]

Предложен метод определения гр1-потеициала (на расстоянии ионного радиуса от поверхности) путем совместного измерения положительной и отрицательной адсорбции ионов в связи с представлением о пристенном слое подвижных ионов, расположенных между границей скольжения жидкости и стенкой. [c.5]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ И РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ МЕТОДОМ ПОДВИЖНОЙ ГРАНИЦЫ [c.49]

Точность измерения чисел переноса в методе движущейся границы определяется точностью отсчета положения этой границы. Обычно для этого используют различие в показателях преломле-ичя исследуемого (КС1) и индикаторного (ВаСЬ) растворов, а положение границы раздела в каждый момент времени регистрируется специальной оптической системой. Для регистрации положения границы раздела можно использовать радиоактивные изотопы соответствующих элементов. Определенными достоинствами обладает вариант метода движущейся границы, в котором используются две изотопные метки изучаемого ионного компонента и растворителя (Ю. П. Степанов, А. И. Горшков, 1980). После пропускания определенного количества электричества фиксируют изменение положения обеих меток, что позволяет сразу определить подвижность изучаемого ионного компонента относительно растворителя в целом и не требует введения описанных выше поправок. [c.73]

Метод подвижной границы. Схема метода для определения подвижности ионов водорода показана на рис. 160. Трубка заполнена гелем желатины, содержащим фенолфталеин, окра- [c.350]

Рис. 11.3. Определение электрической подвижности иона калия методом подвижной границы.

Наиболее прямой метод определения электрической подвижности состоит в измерении скорости перемещения границы раздела между двумя растворами электролитов в трубе постоянного поперечного сечения, через которую пропускается электрический ток. Например, если 0,1 М раствор хлористого калия налит в трубу над раствором хлористого кадмия, как показано на рис. 11.3, а, и через трубу пропускают электрический ток i, то ионы калия начнут двигаться вверх по направлению к отрицательному электроду, удаляясь от начальной границы раздела. Их будут сопровождать более медленно движущиеся ионы кадмия, так что в столбе электролита не возникнет разрыва. Поскольку концентрация ионов кадмия над первоначальной границей раздела ( d b) будет вообще отличаться от исходной, образуется зона изменения концентрации хлористого кадмия (на рис. 11.3,6 она заштрихована). Чтобы рассчитать электрическую подвижность ионов калия по скорости их движения в растворе КС1, необходимо знать напряженность электрического поля Е в растворе КС1. Напряженность электрического поля Е равна градиенту электрического потенциала ф со знаком минус. Если электрический потенциал изменяется только в направлении X, то [c.348]

В плане этих общих подходов электромиграционный метод близок к хроматографии (те же два основных направления повышения эффективности разделения) — поиск методических приемов лучшего разрешения зон при постоянных Кс и использование химических превращений с целью увеличения Кс. Похожи и основные схемы практического осуществления процесса разделения на колонке, на бумаге, в тонком слое. Возникший на заре развития электромиграции метод подвижной границы внешне аналогичен фронтальному анализу в хроматографии. В этом случае движение разделяемых ионов в электрическом поле происходит непосредственно из раствора их смеси. В наиболее распространенном случае зонного электрофореза просматривается общность с проявительным режимом элюирования в хроматографии. Узкая полоса исходной смеси веществ в среде определенного электролита разделяется на индивидуальные зоны. Существует внешняя аналогия противоточного и двухмерного электромиграционного разделения с соответствующими способами осуществления хроматографического процесса. Поэтому при всем принципиальном различии методов по природе химических процессов, лежащих в их основе, хроматографию и электрофорез иногда даже рассматривают как смежные методы [95]. [c.243]

Подвижность небольщих ионов, т. е. их скорость в расчете на единичный градиент потенциала, или их эквивалентную проводимость, можной найти по результатам определения чисел переноса с помощью ячейки Гитторфа и данным по проводимости. Подвижность ионов можно измерить и непосредственно, применив метод подвижной границы. [c.172]

Числа переноса ионов определяют обычно либо методом Гитторфа по изменению концентрации того или иного электролита в анодной и катодной областях измерительной ячейки такого же типа как и на рис. 4.1, либо методом подвижной границы [70]. Используя для потока электромиграции определение (4.15.11), легко показать, что [c.272]

Рис. 9. Схема определения подвижностей ионов по методу перемещающейся границы

Другим способом является использование пористой среды, такой, как бумажный фильтр, который может быть пропитан раствором, содержаш,им макроионы. Движение этих ионов под действием приложенного электрического поля затем может быть прослежено соответствующим методом окрашивания. Данный метод, очевидно, является наиболее трудным методом для определения абсолютных подвижностей. С другой стороны, этот метод намного проще экспериментально, чем метод движущейся границы, и он становится предпочтительным для большинства аналитических приложений, когда не требуется знания абсолютных подвижностей (см. работу Байера ). [c.492]

Метод движущейся границы (изотахофорез) — разделение ионов по подвижности, разделение смеси электролитов под действием постоянного электрического тока. При разделении и определении катионов разделяемые соли должны иметь общий анион (например, хлорид—ионы, МОз"), при разделении анионов — общий катион (например, Ыа+). Разделение проводят в кварцевых капиллярах (диаметр около 0,2 мм, длина около 300 мм, ток 1,4 мА, напряжение 800—1200 В) на зоны чистых электролитов. Последние распределяются в капилляре в последовательности, соответствующей подвижности ионов. При достижении стационарного состояния (через 1,5—2 ч) пропускание тока прекращают. Зоны различаются визуально или на фотографии вследствие различий показателей преломления растворов чистых электролитов, что дает проекцию зон разной ширины и позволяет измерять их длину, пропорциональную концентрации определяемых компонентов. Аналогичные операции проводят со стандартным раствором [36, 37]. [c.12]

Метод подвижной границы. Этот метод основан на измерении с помощью отсчетного микроскопа расстояния, на которое сместится граница раздела растворов двух электролитов, имеющих один общий ион, за определенное время, если через растворы пропускают постоянный ток. [c.33]

Альберти и Кинг [69] применили метод подвижной границы для определения констант устойчивости иодидных комплексов кадмия. Скорость миграции определяли с помощью прибора Тизелиуса. Ввиду того что при проведении электромиграции в свободном растворе весьма трудно сохранить четкую границу раздела между раствором, содержащим исследуемые ионы, и фоновым электролитом, авторам пришлось определять подвижность ионов кадмия при 0°С, т. е. при температуре, когда вязкость растворов максимальна. [c.113]

Р и с. 7. Прибор Лоджа для определения скорости движения ионов по методу подвижной границы. [c.237]

По Самойлову, если >0 (тг/т >1), то происходит определенное связывание ионом ближайших к нему молекул воды положительная гидратация). Если же А , - << О (т /т 1), то ближайшие к иону молекулы воды более подвижны, чем в чистой воде отрицательная гидратация). Значение АЕ1 =0 (т /т = 1) соответствует границе между положительной и отрицательной гидратацией переходная гидратация). В настояш,ее время основные положения кинетической сольватации широко подтверждаются различными экспериментальными и теоретическими методами [1, 225, 226]. [c.112]

Если электролитный раствор в неводном растворителе в определенном интервале концентраций подчиняется закономерностям теории сильных электролитов, то числа переноса и, соответственно, подвижность ионов могут быть найдены с помощью обычных методов электролиза по Гитторфу, движущейся границы и э.д.с. (Все эти методы достаточно подробно описаны в общих курсах теоретической электрохимии.) Применение метода Гитторфа не приводит к особым затруднениям, помимо обычных мер предосторожности при работе с неводными растворами и выбора подходящей аналитической методики. При использовании метода движущейся границы часто нелегко бывает подобрать подходящий индикаторный электролит, поэтому таким методом в неводных растворах выполнено очень мало исследований. [c.254]

Рис. 13-5. Определение подвижности иона калия методом подвижной границы а — начальное положение б — конечное положение

Другим параметром электродного процесса, на который следует обратить внимание при выборе растворителя и органического реагента для связывания иона металла в хелат, является константа скорости переноса заряда к . Когда к > 10 см/с, электрохимическая реакция достаточно подвижна и электродный процесс протекает обратимо. Подбором растворителя можно устранить влияние факторов, вызывающих необратимость электродного процесса (замедленный перенос заряда, наличие последующих химических реакций и др.), и обеспечить условия регистрации поляризационных кривых с помощью переменнотоковых методов. При этом существенно снижается нижняя граница определяемых содержаний и повышается избирательность определений. [c.459]

Один из способов определения чисел переноса ионов— метод подвижной границы заключается в следующем пусть имеется стеклянная трубка, ограниченная электродами 3 к 4 (рис. 63, б). Если заполнить трубку двумя растворами так, чтобы между ними сохранилась видимая граница, то при пропускании тока эта граница будет перемещаться. Для создания видимой границы между двумя слоями растворов электролитов необходимо, чтобы эти растворы различались по цвету или коэффициенту преломления. Предположим, что анолит представляет собой раствор КМп04, а слой, прилегающий к катоду,—раствор ККОз. При включении тока анионы МпО " N0 " будут двигаться к аноду, а катионы К+ к катоду, движение ионов МпО влечет за собой перемещение границы между окращенным и бесцветным слоями электролита по направлению к аноду. Не следует, однако, думать, что скорость перемещения подвижной границы является действительной скоростью движения ионов. В растворе перманганата калия, наряду с нонами МпО могут присутствовать недиссоциированные молекулы КМп04, которые не переносят электрического тока. Таким образом, ток вызывает перенос всего перманганата в виде ионов и недиссоциированных молекул, а скорость [c.131]

На рис. 11 приведена схема определения по этому методу подвижности ионов кадмия. При включении тока (в направлении, указанном на рис. И) в растворе появляются ионы кадмия и образуется граница между растворами хлорида кадмия и соляной кислоты, перемещающаяся по мере прохождения тока снизу вверх. Если за некоторое время х граница пройдет расстояние I, эквивалентное объему У — Ш, где 2 — сечение трубки, то число перенесенных грамм-эквнва.леитов СдСЬ будет равно сУ, где с — концентрация СдСЬ. При силе тока I общее [c.107]

При выяснепин механизма проводимости полимеров очень важно получение прямых экспериментальных данных по подвижности носителей. Теоретически хорошо обоснован и достаточно надежен метод определения х с помощью инжекционных токов. Этот метод успешно применяется для определения подвижности электронов и дырок в органических твердых веществах с начала 50-х годов, в том числе в полимерах — с начала 60-х годов. Ионные инжекционные токи в полимерах стали интенсивно исследовать сравнительно недавно этому посвящены в основном наши работы. Успех этих работ определяется поиском эффективных инжектирующих ионы электродов. В качестве ионных эмиттеров использовались жидкие и твердые растворы электролитов, а также полимерные катионообменные мембраны [56]. Совершенно очевидно, что в этом случае создать на границе раздела эмиттер — диэлектрик бесконечно большую плотность ионного заряда практически невозможно. Теория ионных инжекционных токов для случая конечного значения рд была предложена независимо в работах [57,58]. В этих работах подвижность ионов определялась в основном из данных по нестационарным инжекционным токам путем измерения времени появления максимума тока, соответствующего времени перехода ионами межэлектродного расстояния Тп, по формуле [c.75]

На самом деле устойчивость ионностабилизированной дисперсии определяется величиной полного скачка потенциала по сечению диффузной части двойного слоя, т. е. штерновским потенциалом. В то же время прямых методов определения -потенциала не существует. В большинстве работ его приравнивали значению -потенциала, предполагая, что граница скольжения совпадает с границей штерновского слоя. Однако это предположение во многих случаях неоправданно. Развитая Духиным, Дерягиным и Шиловым [5] теория неравновесных электроповерхностных явлений предлагает метод определения г згПотен-циала rio данным поверхностной проводимости или низкочастотной диэлектрической проницаемости дисперсных систем — параметров, чувствительных к концентрации ионов во всей диффузной части ДЭС, независимо от наличия или отсутствия на поверхности слоя жидкости с пониженной гидродинамической подвижностью. Это связано с тем, что подвижность ионов в таком слое близка к таковой в объеме раствора [7]. Ликлема вычислял г ) -потенциал частиц иодида серебра по формулам теории ДЛФО, исходя из опытных значений порога быстрой коагуляции (см. ниже). [c.13]

Итак, сумма скоростей движения ионов, умноженная на число Фарадея в кулонах, дает электропроводность граммэквивалента ионов в обратных омах. Но измерения электропроводности не могут дать представления о том, какова скорость одного какого-либо вида ионов. Если удастся надежно определить скорость движения одного вида ионов, тогда вся задача определения скоростей движения отдельных ионов будет разрешена и сведется к измерениям электропроводностей растворов изучаемые вещества всегда возможно расположить в такой последовательности, что один ион у них будет общий, а сумма скоростей будет найдена из электропроводности. Допустим, например, что скорость Н+ измерена, тогда из измерения электропроводности раствора НС1 найдем скорость С1 . Затем перейдем к Na l, NaNOa, KNO3 и т. д. Для измерения скоростей движения ионов пользуются двумя методами методом подвижной границы и методом определения чисел переноса. [c.44]

Поэтому и удельная электропроводность, изменяющаяся в процессе химических реакций, зависит от значений термодинамических констант, которые предопределяют возможность применимости кондуктометрического метода анализа конкретных соединений. Указанными критериями являются величины константы автопротолиза растворителя,, подвижности ионов, константы диссоциации кислот, оснований, амфолитов и солей, константы нестойкости комплексных соединений, произведения активностей малорастворимых соединений и др. Установлены значения констант, лимитирующие возможности определений основанных на различных химических реакциях. За пределами этих границ определения ненадежны вследствие обратимости реакций. [c.27]

Подобная же картина была обнаружена Т. Бооком [44] для расплавов СоО — Si02 методом подвижной границы. Однако весьма резкий спад чисел переноса катионов кобальта с ростом содержания СоО вызывает сомнения. Смещение границы включает в себя диффузию ионов и их миграцию под действием тока. Л. Янг и М. Симнад [65] показали, что первый тип перемещений попов может быть большим, чем второй, в ячейках, подобных использованной Т. Бооком. Кроме того, возможны ошибки при визуальном определении перемещения границы по застывшим образцам. [c.165]

Определение подвижностей ионов. Скорость движения иона в электрическом поле, в котором потенциал изменяется на один вольт на сантиметр расстояния в направлении поля, называется подвижностью ионов. Наиболее непосредственным методом определения подвижностей ионов является метод подвижной границы, в котором о скорости движения ионов судят по перемещению границы между двумя растворами электролитов в трубке с постоянным поперечным сечением, через которую пропускают ток. Например, если 0,1 н. раствор хлористого калия наслаивают в трубке на раствор хлористого кадмия, как показано на рис. 13-5, а, и через трубку проходит ток i, то ионы калия будут двигаться от положения начальной границы вверх по направлению к отрицательному электроду. За ними более медленно будут двигаться ионы кадмия таким образом,, что в столбе электролита между ними не будет промежутка. Так как концентрация хлористого кадмия выше начального положения границы d b будет в общем случае отличаться от концентрации d lg, первоначально помещенного под раствором хлористого калия, то в положении границы будет наблюдаться изменение концентрации хлористого кадмия, которое показано заштрихованной областью на рис. 13-5, б. [c.393]

Когда граница подвижной фазы достигнет заранее установленного уровня от начального пятна, полоску бумаги извлекают из цилиндра и высушивают. Если компоненты раствора присутствовали в достаточном количестве и были интенсивно окрашены, то на полоске можно различить отдельные пятна, полученные в- результате разделения компонентов. В тех случаях, когда разделяются, бесцветные составляющие или же концентрация окрашенных компонентов очень низка и пятна незаметны, хроматограмма проявляется путем обработки ее подходящим реактивом, с которым разделенные компоненты образуют окрашенные или флуоресцирующие соединения. Так, при разделении и Ре + в качестве проявляющего реактива можно использовать раствор К1ре(СЫ)б, образующего соответственно красно-коричневое и синее соединения с обоими ионами. Для количественного определения разделенных компонентов отдельные пятна вырезают вместе с бумагой, обрабатывают подходящим растворителем, а компоненты полученного раствора определяют с помощью чувствительных методов. [c.421]

Электроды с твердыми мембранами, селективные к катионам, обычно изготавливают двумя методами. Один из них заключается в использовании в качестве мембраны монокристалла или прессованного диска. Например, кристалл сульфида серебра, в котором подвижными частицами являются ионы серебра, может применяться для определения А + или 5 . Тем же целям служит осадок Ag2S в виде прессованной таблетки. Растворимость Ag2S очень мала, и в этот осадок, как в инертную матрицу, запрессовывают сульфиды других металлов. Так получают мембранные электроды, селективные к ионам этих металлов [4]. Если исследуемый раствор первоначально не содержит ионов серебра, то их активность (ад +) на границе мембраны и раствора дается выражением [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология