Асимметрия иона

Если к раствору электролита приложить поле высокой частоты, то электропроводность будет выше, чем низкочастотная электропроводность или электропроводность на постоянном токе. Дебай и Фалькенгаген объясняли это явление следующим образом. Если частота переменного тока такова, что период колебания центрального иона меньше времени релаксации, ионная атмосфера не успевает разрушиться и ее симметрия сохраняется. Следовательно, увеличение частоты переменного тока должно уменьшать эффект торможения, вызываемый асимметрией ионной атмосферы. Центральный ион совершает колебания внутри своей ионной атмосферы, поэтому электрофоретический эффект при этом сохраняется. Частота, при которой следует ожидать исчезновения релаксационного эффекта, равна 1/т, где т — время релаксации. Дебай и Фалькенгаген показали, что для бинарных электролитов время релаксации ионной атмосферы [c.164]

Кроме того, асимметрия ионной атмосферы обусловливается тем, что ионы атмосферы под действием электрического поля стремятся переместиться к противоположно заряженному электроду, что также снижает электропроводность раствора. [c.287]

Асимметрию иона в ионной атмосфере характеризует отношение пути иона за время релаксации к длине ионной атмосферы, т. е. [c.95]

Точно так же асимметрия иона Вгз в ряде солей (табл. 9.5) указывает на то, что состояние системы соответствует записи Вг—Вр...Вг- [c.70]

В качестве примера первично-активного транспорта можно привести транспорт, осуществляемый На /К -АТФ-азой, как одной из наиболее важных и широко распространенных активных транспортных систем в плазматической мембране животных клеток. Эта система, получившая название Na -К -насоса, отвечает за поддержание в клетке высокой концентрации и низкой Na путем переноса внутрь клетки, а Na из клетки наружу против градиента их концентрации и поэтому требующей затраты АТФ. Оказывается, в животной клетке внутриклеточная концентрация ионов калия примерно в 30 раз выше, а ионов натрия в 10 раз ниже, чем в окружающей среде. Такая асимметрия ионного состава определяет содержание воды и ионный состав в клетке, электрическую возбудимость нервных и мышечных волокон, служит движущей силой для транспорта в клетку сахаров и аминокислот, является важным фактором в процессе биосинтеза белка. [c.311]

По причине асимметрии ионов водорода центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Наличие в молекуле воды двух полюсов - положительного и отрицательного - создает силовое поле. Такие молекулы называются полярными, в электрическом поле они ведут себя как диполи (рис. 9). [c.25]

Сохранение оптической активности, казалось бы, свидетельствует о существовании гибридного неклассического иона (типа V), поскольку простой алкильный катион с тригональным атомом углерода Сг имеет плоскость симметрии. Однако продолжительность жизни этого промежуточного катиона мала, и существует возможность вхождения ацетата в экзо-положение ионной пары, поскольку наличие слабой связи катиона с уходящей группой сохраняет асимметрию иона карбония [67—69]. Короче говоря, слабое взаимодействие иона карбония с приближающимся ацетатом и удаляющимся брозилатом может привести к механизму 5 vi с сохранением оптической активности. [c.407]

Механизм электропроводности электролитов. Существование конечного времени релаксации означает, что ионная атмосфера, окружающая движущийся ион, является несимметричной, причем плотность заряда позади иона больше, чем перед ним. Поскольку суммарный заряд ионной атмосферы противоположен по знаку заряду центрального иона, позади движущегося иона будет находиться избыточный заряд противоположного знака. Таким образом, асимметрия ионной атмосферы, обусловленная существованием времени релаксации, вызывает торможение иона, движущегося под действием приложенного поля. Это влияние на скорость иона называется эффектом релаксации или эффектом асимметрии. [c.135]

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]

Теперь учтем электрическую силу, возникновение которой связано с асимметрией ионной атмосферы. Эту силу можно определить, исходя из электрической компоненты парциального термодинамического потенциала Гиббса [c.87]

Не следует думать, что при беспорядочном движении иона его ионная атмосфера движется вместе с ним как одно целое. Прн движении ион покидает свою ионную атмосферу и непрерывно- на пути своего движения создает новую. Этот процесс разрушения старой и образования новой ионной атмосферы протекает хотя и быстро, но не мгновенно, вследствие чего при движении иона нарушается симметричность ионной атмосферы, причем плотность ее больше позади движущегося иона. Очевидно, появление асимметрии ионной атмосферы также вызывает некоторое торможение [c.407]

Дебай и Фалькенгаген показали, что при достаточно большой частоте переменного тока взаимные смещения иона и ионной атмосферы настолько малы, что ионная атмосфера практически симметрична, а потому тормозящий эффект релаксации, обусловленный асимметрией ионной атмосферы, должен исчезнуть. Время релаксации ионной атмосферы 0 есть время, по истечении которого ионная атмосфера исчезает после удаления центрального иона (и, очевидно, образуется вновь вокруг иона, появившегося в новой точке). Величина 0 (в. сек) определяется, по теории Де- [c.408]

V Представление о наличии ионной атмосферы позволило объяснить известное ранее явление возрастания эквивалентной электропроводности сильных электролитов в очень больших электрических полях, напряженность которых достигает десятков и даже сотен тысяч вольт на сантиметр (эффект Вина), а также предсказать новый эффект роста эквивалентной электропроводности в полях высокой частоты (эффект Дебая — Фаль-кенгагена). Эффект Вина объясняется тем, что при очень большой напряженности поля ион двилсется так быстро, что ионная атмосфера ие успевает образовываться. Поэтому ион движется в ее отсутствии и не испытывает ее тормозящего действия. Эффект Дебая — Фалькенгагена связан с тем, что в поле очень высокой частоты ион колеблется около центра ионной атмосферы с очень малой амплитудой. Поэтому эффект асимметрии ионной атмосферы практически не возникает, и отсутствует торможение движения иона, вызываемое релаксационным эффектом. Однако электрофоретический эффект при этом сохраняется, и поэтому возрастание электропроводности значительно меньше, чем при эффекте Вина. [c.175]

Это показывает, что ионная атмосфера воссоздается все же не мгновенно. Следовательно, при движении иона сзади него в каждый данный момент времени концентрация ионов противоположного знака несколько выше, чем впереди него. Такая асимметрия ионной атмосферы тормозит движение иена. Это торможение называется эффектом релаксации или эффектом асимметрии. [c.549]

В поле переменного тока каждый ион в растворе испытывает периодическое перемещение. Если частота тока увеличивается до значения, когда период колебания иона становится близким или равным периоду релаксации, то асимметрия ионной атмосферы уменьшается, эффект релаксации ослабляется, а эквивалентная электропроводность увеличивается. Точно так же, применяя большие разности потенциалов, можно заставить ион двигаться настолько быстро, что он совершенно выйдет из своей атмосферы при этом увеличение эквивалентной электропроводности на 10% может быть получено при разности потенциалов 200 кв-смг . [c.403]

Не следует думать, что при беспорядочном движении иона его ионная атмосфера движется вместе с ним как одно целое. Прн движении ион покидает свою ионную атмосферу и непрерывно на пути своего движения создает новую. Этот процесс разрушения старой и образования новой ионной атмосферы протекает хотя и быстро, но не мгновенно, вследствие чего при движении иона /надушается симметричность ионной атмосферы. 1тричем Т1лотность е больше позади движущегося иона Оче- видно, появление асимметрии ионной атмосферы также вызывает некоторое торможение поступательного движения иона, которое получило название эффекта, асимметрии или релакса-Таким образом, из-за наличия ионной атмосферы прид вй-жении иона возникают два тор.мозящих эффекта электрофоретический, обусловленный движением ионной атмосферы в сторону, противоположную направлению движения иона, и эффект ре-., у лаксации, обусловленный асимметрией ионной атмосферы. V Убедительным подтверждением правильности представлений Дебая и Гюккеля является так называемый эффект Вина, обнаруженный в 1927 г. Если уменьшение подвижности ионов с увеличением концентрации объясняется наличием ионной атмосферы, то уничтожение нию подвижности предельного [c.434]

Это показывает, что ионная ат1 псфера воссоздается все же не мгновенно. Следовательно, при" дви — на сзади него в каждый данный момент времени конце "- в, несущих противоположный заряд, несколько выш> , J реди него. Такая асимметрия ионной атмосферы тормозит о с иона. Это торможение называется эффектом релаксации Й ектом асимметрии. [c.410]

Для того чтобы установить количественную зависимость тормозящей силы от концентрации раствора, нужно найти время, в течение которого ионная атмосфера возникнет или исчезнет, т. е. найти время релаксации. Зная время релаксации, следует установить соотношение между ско ро стью возникновения ионной атмосферы и скоростью движения иона. Это даст возможность установить с мещэние иона в ионной атмосфере, или, другими словами, найти асимметрию ионной атмосферы. Знание величины асимметрии позволяет найти тормозящую силу. Для этого следует найти энергию взаимодействия иона с ионной атмосферой в целом, а затем найти изменение этой энергии взаимодействия в связи с возникновением асимметрии. [c.198]

Увеличение килоэквивалентной электропроводности растворов электролитов с увеличением напряженности электрического поля между электродами, опущенными в раствор, наблюдал впервые в 1927 г. немецкий ученый В. Вин. Поэтому зависимость Я = ф ( ) называется эффектом Вина. С увеличением частоты колебаний ионов асимметрия ионных облаков уменьшается, исчезая вовсе при [c.280]

КО С молекулами растворителя, но и с другими ионами. Число столкновений в секунду зависит от деформации ионной сферы мигрирующего иона, обусловленной внешним электрическим полем. Вследствие градиента локальной концентрации ионов в сфере можно рассматривать гипотетическое осмотическое давление. В результате появления асимметрии ионной сферы концентрация, например анионов, перед мигрирующим катионом ниже, а тозади — выше концентрации при статистическом равновесном состоянии. Следовательно, частота столкновений позади иона благодаря взаимному притяжению катионов и анионов возрастает по сравнению с незаряженными частицами, тогда как впереди иона повышение частоты столкновений менее значительно. Разница в частоте столкновений позади и впереди иона обусловливает небольшую дополнительную силу и соответственно увеличение скорости в направлении миграции. Аналогичные явления возникают при миграции анионов. Кинетический член в уравнении проводимости, как показывают расчеты, линейно зависит от концентрации. [c.361]

Проводимость растворов электролита и сопротивление их переменному току не зависят от частоты колебаний тока в интервале частот, обычном для практики и техники измерений. При таких условиях длительность периода колебаний превосходит время релаксации ионной сферы. Ионная сфера в течение каждого периода переменного тока деформируется, и, следовательно, протеканию переменного тока противодействует эффект релаксации. Однако при частотах выше 10 Гц эквивалентная проводимость возрастает с повышением частоты, т. е. проводимость обнаруживает дисперсию. Дебай и Фалькенхаген [124] объясняют ее недостаточностью времени для развития асимметрии ионного облака, если длительность полупериода переменного тока — порядка времени релаксации. При высокой частоте переменного тока центральный ион колеблется в середине ионной сферы со столь незначительной амплитудой, что ионная сфера практически сохраняет сферическую симметрию, и эффект релаксации исчезает. Электрофоретический эффект проявляется и в этих условиях вследствие смещения катионов и анионов в каждый момент в противоположные стороны. Таким образом, проводимость, вызываемая эффектом дисперсии, возрастает в меньшей степени, чем можно ожидать благодаря влиянию поля на диссоциацию, и эквивалентная проводимость в высокочастотном поле предельного значения Л° не достигает. [c.378]

Экспериментальным подтверждением сушествования релаксационного эффекта является зависимость электрической проводимости от частоты колебаний поля. При небольших частотах порядка нескольких сот Гц электрическая проводимость не зависит от частоты колебаний. При частотах переменного напряжения около 10 Гц электрическая проводимость возрастает. Это можно объяснить незначительной амплитудой колебаний ионов, вследствие чего отсутствует асимметрия ионных атмосфер и, следвательно, релаксационное торможение. [c.456]

Мы все больше узнаем о свойствах и природе веществ, модифицирующих проницаемость био-мембран. Все это так. Однако еще раз подчеркиваю — нам нужно понять, в силу каких причин в процессе эволюции возникли именно такие механизмы Один из возможных ответов гласит данное приспособление возникло как неизбежное следствие физических и (или) химических свойств веществ, вовлеченных в процесс эволюции. В духе такого ответа можно сказать, что ионные градиенты, противотер-модинамическая асимметрия ионов в системе клетка — внешняя среда возникли как неизбежное следствие образования биоде-тергентных мембран. Если в силу эволюционной необходимости в дискретности живого вещества появились мембраны, отграничивающие клетки от внешней среды, то вследствие физических и химических свойств этих мембран, их избирательной проницаемости возникла и ионная асимметрия. Ионная асимметрия оказалась весьма удачным показателем целостности клетки и в ходе дальнейшей эволюции смогла обеспечить реагирование клетки на внешние воздействия. [c.100]