Границы зон ионов в неравновесных условиях

Согласно наиболее общему определению, принятому в настоящее время большинством исследователей, электрохимия — это наука, которая рассматривает физико-химические свойства ионных проводников, а также явления, имеющие место на границах контакта ионных проводников с электронными проводниками или полупроводниками, с другими ионными проводниками или с диэлектриками (в частности, на границе с вакуумом или с газами). Все эти свойства и явления изучаются как в равновесных условиях в отсутствие прохождения электрического тока, так и в неравновесных условиях, когда через систему протекает электрический ток. Электрохимию в некотором смысле можно противопоставить теории твердого тела и электронике, в которых рассматриваются свойства электронных проводников и электронно-дырочных полупроводников, а также явления при контакте этих материалов между собой и с вакуумом. [c.12]

Границы зон ионов в неравновесных условиях [c.290]

Следовательно, для измерения Дг1)дон следует применять электроды, не реагирующие на активность ионов (не являющиеся обратимыми по отнощению к ним), а измеряющие только А ), например, каломельные электроды, соединенные солевыми мостиками с исследуемой системой. Однако в этом случае диффузия электролита из ключей приводит к возникновению диффузионных потенциалов на границах с солевыми мостиками. При высокой концентрации K I в мостике величина потенциала на границе с раствором (в II) практически равна нулю, но на границе с дисперсией (подсистемой I) может отличаться от нулевого значения, поскольку здесь также возникает перераспределение ионов. Оно приводит к появлению граничного потенциала доннановского типа, но в неравновесных и нестационарных условиях. [c.328]

Однако в этом случае диффузия электролита из мостиков в раствор приводит к возникновению диффузных потенциалов иа границах. При высокой концентрации КС1 в мостике величина потенциала на границе с раствором (в //) практически равна нулю, но на границе с дисперсией (подсистемой I) может отличаться от нулевого значения, поскольку здесь также возникает перераспределение ионов. Оно приводит к появлению граничного потенциала диффузионного типа, но в неравновесных и нестационарных условиях. [c.313]

Для деминерализации растворов органических веществ с кислотными свойствами необходимо использовать сильносшитые аниониты. Смешанные фильтры, содержащие одновременно катиониты и аниониты, могут оказаться при выполнении подобных процессов более удобными, так как при этом не будет происходить смещение pH растворов. Однако и на последовательно протекающих процессах катионного и анионного обмена область изменения pH захватывает лишь область переднего фронта, которая включает достаточно узкую зону в условиях образования резкого фронта границы зон ионов при выполнении критериев теории равновесной и неравновесной теории динамики фронтальных процессов (гл. 5 и 6). [c.78]

При разработке препаративных ионообменных методов выделения и разделения веществ уравнения изотермы ионного обмена используются для оценки избирательности сорбции и для анализа закономерностей динамики колоночного процесса прежде всего с целью выявления условий образования резких границ зон ионов в рамках равновесной динамики и с учетом кинетики в рамках неравновесной динамики, что позволяет предсказать условия полного насыщения колонки выделяемым веществом, полной десорбции и получения элюата с высокой концентрацией. [c.83]

Наконец, когда влияние равновесных факторов на обострение и размывание границ зон ионов отсутствует (этому соответствует случай линейной изотермы сорбции — неселективный обмен), границы зон ионов размываются исключительно за счет неравновесных факторов. Однако и здесь при достаточно большом времени проведения сорбционного процесса устанавливается режим, при котором положение характерных точек границ зон ионов (например, точек перегиба) определяется равновесными условиями. Так что и в этом случае можно говорить о квазиравновесном режиме колоночного процесса. В частности, при таком режиме положение точки перегиба сорбционного фронта совпадает с положением равновесного резкого фронта, определяемым равновесным коэффициентом распределения. [c.306]

Ионика и электродика исследуют как равновесные, так и неравновесные явления и процессы. Изучение свойств ионных систем в равновесных условиях позволяет развить представления о строении растворов и расплавов электролитов и твердых электролитов, тогда как измерения в неравновесных условиях дают сведения об электропроводности ионных систем, а также о кинетике ионных реакций. В электро-дике исследованием равновесий на границе электрод — раствор (расплав) занимается электрохимическая термодинамика. Измерения скоростей процессов на этой границе и выяснение закономерностей, которым они подчиняются, составляют объект кинетики электродных процессов или электрохимической кинетики. В настоящее время кинетика электродных процессов представляет собой одно из наиболее быстро развивающихся направлений теоретической электрохимии. [c.6]

Другой источник биопотенциалов, действующий в отличие ог Фдон неравновесных условиях — мембранный потенциал Дг)5м — разность потенциалов между двумя растворами электролитов различной концентрации, разделенными мембраной из полиэлектролита (например, ионита). Теория показывает, что Д1 5м равен алгебраической сумме трех скачков потенциала диффузионного в мембране и двух А Фдон на ее границах с растворами, и связан с изменением чисел переноса ионов в мембране. [c.315]

Поскольку при вытеснительной хроматографии в идеализированных равновесных условиях должны образовываться обостряющиеся границы зон ионов, для описания границ в реальных неравновесных условиях может быть привлечена теория движения границ зон ионов в режиме параллельного переноса (см. 3). Для применимости теории достаточно, чтобы выполнялось следующее условие зона отдельного компонента должна быть достаточно широка по сравнению со смешанными участками концентрация нротивоиона в центре зоны должна достигать равновесного значения, равного концентрации иона-вытеснителя. Тогда каждую из границ зоны можно рассматривать, начиная с юмента установления режима параллельного переноса, как независимую и применять к ней уравнения упомянутой теории, например (4. 44). Если зоны узкие, следует ожидать значительных отклонений формы границ от предсказываемых теорией. [c.314]

Эффективность динамических ионообменных процессов выделения и очистки веществ зависит от наличия в ионообменной колонке достаточно резких границ между зонами сорбируемого и десорбируемого ионов. Условия образования таких границ определяются следующими равновесными факторами типом и формой изотерм обмена, величиной коэффициентов избирательности и их зависимостью от состава системы [322—325]. Однако, будучи необходимыми, равновесные условия образования резких границ зон ионов не являются достаточными для реализации таких границ на практике, поскольку неравновесные факторы — конечная скорость межфазного массообмена, продольное перемешивание, пристеночные эффекты и эффекты неравномерности упаковки зерен ионита в колонне — действуют на границы зон размывающим образом. В связи с этим особое значение приобретает анализ закономерностей неравновесной динамики ионного обмена. [c.192]

Второй блок посвящен кинетике ионизации и рекомбинации. С помощью модели Р.З вычисляется неравновесная степень ионизации в зависимости от времени и в стационарных условиях с учетом процессов иони-зации-рекомбинации, выхода излучения и амбиполярной диффузии зарядов к границам плазменного объема. Модель Р.6 является частным случаем предыдущей модели, когда стационарные неравновесные режимы рассматривают более детально. Модель Р.7 описывает уменьшение концентрации электронов со временем в рекомбинирующей плазме с учетом амбиполярной диффузии. Модель Р.З дает распределение концентрации заряженных частиц - электронов, положительных и отрицательных ионов, в сильно неравновесной слабо ионизованной плазме. [c.229]

Проведенное рассмотрение показывает, что неравновесная термодинамика является мощным инструментом исследования транспортных свойств ионообменных мембран. Основным достоинством этой науки является то, что она позволяет обозреть все явления переноса через мембрану с единых теоретических позиций и стать, таким образом, фундаментом, отталкиваясь от которого, можно проводить более детальное изучение свойств мембраны и мембранных систем. Важным преимуществом является простой математический аппарат, приводящий к линейным уравнениям со сравнительно небольшим числом феноменологических коэффициентов. Не совсем четкий смысл этих коэффициентов, особенно перекрестных, вполне компенсируется параллельным рассмотрением фрикционной модели, приводящей к идентичным уравнениям переноса. Анализ концентрационных зависимостей коэффициентов проводимостиу, сопротивления / ,у и фрикционных коэффициентов А2,ухарактере взаимодействий компонентов мембраны. Что касается количественных оценок с помощью данной модели, то здесь в последние годы достигнут заметный прогресс. Благодаря усилиям многих исследователей, в первую очередь Мирса и Наребской с сотрудниками, решена задача идентификации уравнений переноса ТНП определен набор экспериментов и разработаны методы их обработки, позволяющие численно определять феноменологические коэффициенты переноса в зависимости от концентрации внешнего раствора. Использование этих данных для расчета потоков частиц через мембрану при современном развитии вычислительной техники представляется уже несложной задачей, особенно если воспользоваться концепцией виртуального раствора. Использование этой концепции позволяет заменить при решении дифференциальных уравнений переноса зависимость феноменологических коэффициентов от координаты на их зависимость от концентрации. Необходимо обратить внимание на то, что использование концепции виртуального раствора позволяет существенно упростить постановку и решение сопряженных краевых задач, учитывающих одновременно транспорт ионов в мембране и омывающем ее растворе. Традиционным в такого рода задачах является запись уравнений Нернста-Планка в мембране и окружающих ее диффузионных слоях и в использовании в качестве условий сопряжений на границах мемфана/раствор соотношений Доннана отдельно для скачка потенциала и для скачка концентрации. Применение же уравнений переноса типа (2.123) или (2.151) и выражения (2.129) для градиента потенциала подразумевает использование в качестве условий сопряжения условия непрерывности концентрации и потенциала. Условие непрерывности электрохимического потенциала, лежащее в основе соотношений Доннана, выполняется при этом автоматически. [c.130]