Ток в ячейке и диффузия

Согласно ионно-электронной теории процесс роста пленки магнетита рассматривается как результат действия своеобразного элемента, у которого поверхность металла на границе с пленкой является анодом, а поверхность пленки на границе с водой — катодом. Пленка окисла, обладающая смешанной электронно-ионной проводимостью, выполняет роль как внутренней, так и внешней цепи замкнутой ячейки. Диффузия [c.56]

О — коэффициент молекулярной диффузии а — площадь поверхности раздела между ячейкой и застойной зоной, отнесенная к единице объема ячейки [c.96]

Из уравнения (У.7) следует, что для секционированной колонны эффект продольного перемешивания обусловлен наличием конечного числа ячеек полного перемешивания и турбулентным перемешиванием между соседними ячейками. Величина Епл представляет собой не истинный коэффициент продольной турбулентной диффузии, а фиктивный, отнесенный ко всему поперечному сечению колонны. Этот коэффициент связан с коэффициентом продольной турбулентной диффузии п.т в сечении отверстия секционирующего кольца диаметром Дз соотношением [c.152]

Гильденблат И. А., Родионов А. И., Демченко Б. И.. Теор. основы хим. технол.. 6, 10 (1972). Влияние коэффициента диффузии на массообмен между потоками жидкости и газом (в ячейках с мешалками и колоннах с орошаемой стенкой при различных физических свойствах жидкостей). [c.269]

При времени протекания, равном т, можно принять, что диффузия о равна длине ячейки. Применив уравнение Эйнштейна [c.46]

Ячейки с двумя совместно вращающимися мешалками применяли Гордон и Шервуд [39]. Выводы они сделали, исходя из предположения, чтс коэффициенты массоотдачи зависят от коэффициента диффузии. Для исследованных систем установлено, что сопротивление фаз аддитивно. [c.83]

Здесь о — среднее время пребывания в свободном объеме ячейки О — коэффициент молекулярной диффузии а — площадь поверхности раздела Г между ячейкой и застойной зоной, отнесенная к единице свободного объема ячейки — поверхность частиц V и — направления внешних нормалей к поверхностям Г и Г . [c.225]

Эффективный коэффициент поперечной диффузии не зависит ни от характеристик перемешивания в отдельных ячейках, ни от разброса параметров микрораспределения и определяется только средним по слою значением среднего времени пребывания в ячейке. Когда шаг в поперечном направлении 1 строго фиксирован, поперечное число Пекле Ре равно 4(1/11) . Увеличение эффективного коэффициента поперечной диффузии и, соответственно, уменьшение Ре . может быть вызвано только случайным разбросом расстояния между ячейками в поперечном направлении. [c.240]

Процессы нестационарной молекулярной диффузии в кольцевом сферическом пространстве ячейки, занятом сплошной фазой, и в пределах шарового объема единичного включения дисперсной фазы с распределенным источником химической природы представляются соответствующими локальными диаграммами, рассмотренными в разделе построения связных диаграмм типовых гидродинамических структур потоков (см. 2.1). При этом ввиду многокомпонентности фаз диаграммы связи представляются в векторном виде. При построении диаграмм принимается во внимание случай независимой диффузии (т. е. при нулевых перекрестных эффектах). [c.164]

На рис. 2.18 представлена полярографическая волна. При низких значениях потенциала (участок А), величина которого не достаточна для того, чтобы на рабочем микроэлектроде происходила электрохимическая реакция, через ячейку проходит очень незначительный остаточный ток, обусловленный, прежде всего, током заряжения двойного электрического слоя и присутствием в растворе электрохимически более активных, чем анализируемое вещество, примесей. При увеличении потенциала электрохимически активное вещество (называемое деполяризатором) вступает в электрохимическую реакцию на электроде и ток в результате этого резко возрастает (участок В). Это так называемый фарадеевский ток. С ростом потенциала ток возрастает до некоторого предельного значения, оставаясь затем постоянным (участок С). Предельный ток обусловлен тем, что в данной области потенциалов практически весь деполяризатор из приэлектродного слоя исчерпан в результате электрохимической реакции, а обедненный слой обогащается за счет диффузии деполяризатора из объема раствора. Скорость диффузии в этих условиях контролирует скорость электрохимического процесса в целом. Такой ток называют предельным диффузионным. Для того чтобы исключить электростатическое перемещение деполяризатора (миграцию) в поле электродов и понизить сопротивление в ячейке, измерения проводят в присутствии большого избытка сильного электролита, называемого фоном. Являясь электрохимически индифферентным, вещество фонового раствора может вступать в химические реакции (часто это реакции комплексообразования) с определяемым веществом. Иногда фоновый электролит одновременно играет роль буферного раствора. Например, при полярографическом определении ионов 0(1 +, Си +, N +1 o + в качестве фона используют аммиачный буфер- [c.139]

С е д и м е н т а ц и о н н ы й м е т о д определения молекулярного веса полимера основан на установлении седимента ционного равновесия в растворах полимера. Раствор полимера фракционируют в ультрацентрифуге и одновременно определяют молекулярный вес каждой фракции полимера, т. е. из каждого слоя раствора после его расслаивания. Для этого определяют скорость седиментации каждой фракции исследуемого полимера (в растворах с известными концентрациями). Измерение скорости седиментации основано на наблюдении за передвижением границы раздела между раствором и растворителем в ячейке центрифуги. По данным наблюдений строят график изменения скорости седиментации при различной концентрации и определяют по этому графику константу седиментации 5 данного полимера при бес конечном разбавлении его раствора. Одновременно определяют константу диффузии полимера при бесконечном разбавлении. Молекулярный вес каждой фракции вычисляют по следующему уравнению [c.80]

Рис. XVI.S. Зависимость изменения электрической проводимости раствора электролита в контрольных сечениях диффузионной ячейки от времени наблюдения процесса диффузии.

Б. Решить уравнение (XVI. 4) при граничных условиях вида (ограниченная диффузия) O /OJ = О при х = 0 и х = а (а —длина диффузионного канала й ячейке). [c.217]

Давление, возникающее при диффузии молекул растворителя внутрь полимера (как внутрь осмотической ячейки), называют давлением набухания (оно аналогично осмотическому давлению растворителя). [c.194]

Рис. 82. Схема ячейки и распределение концентрации реагирующего вещества в диффузионном слое при стационарной диффузии

Рис. 84. Схема ячейки для изучения стационарной диффузии при образовании амальгам и распределение концентрации ионов металла в растворе и атомов металла в амальгаме

Для выяснения механизма выделения водорода используется и ряд других методов. Так, например, определенные выводы о механизме выделения водорода можно сделать, изучая проникновение водорода в решетку металла. Такие опыты проводятся в ячейках, которые разделены на две части фольгой — мембраной из исследуемого металла. Одну сторону (поляризационную) мембраны подвергают катодной поляризации и следят за изменением потенциала противоположной стороны (диффузионной). При катодной поляризации одной стороны мембраны потенциал диффузионной стороны также смещается в отрицательную сторону, что свидетельствует об избыточной поверхностной концентрации водорода на поляризационной стороне, вызванной замедленностью стадий удаления водорода, и диффузии водорода через металл. [c.347]

Быстрота измерений. Осмометр должен работать как можно быстрее, так как вытекание раствора из ячейки, диффузия сквозь мембрану, адсорбция полимера на осмометре или на мембране, изменения объема, обусловленные колебаниями температуры, могут приводить к ошибкам. Скорость приближения мениска жидкости в осмометре к равновесию зависит от соотношения между размерами эф к-тивной поверхности мембраны и поперечного сечения измерительного капилляра. Эта зависимость обусловлена тем, что, во-первых, для данного осмотического давления объем жидкости, который должен пройти сквозь мембрану, пропорционален величине поперечного сечения капилляра, во-вторых, скорость переноса растворителя сквозь мембрану пропорциональна работающей поверхности мембраны, и потому чем больше эта поверхность, тем меньше время, необходимое для переноса требуемого объема растворителя. Таким образом, скорость измерений может быть повышена или уменьшением диаметра капилляра, или увеличением поверхности мембраны. Однако при использовании капилляра диаметром менее 0,2 мм трудно избежать засорения капилляра. Увеличение поверхности мембраны требует особого внимания к устройству деталей осмометра, поддерживающих мембрану. [c.107]

Расчет теплоты сублимации основан на том факте, что интенсивность пиков в спектре прямо пропорциональна давлению пара образца в ионном источнике. Образец помещают в емкость с отверстием очень небольшого диаметра (ячейка Кнудсена), соединяющим ее с ионным источником, поэтому вещество может попасть в источник только за счет диффузии чфез это отверстие. Если ячейка термостатирована и в ней имеется достаточное количество образца, так что часть его всегда находится в твердом виде, то теплоту сублимации образца можно определить, исследуя изменения интенсивности пика (которая связана с давлением пара) в зависимости от температуры образца. Небольшое количество образца, диффундирующее в ионный источник, не оказывает заметного влияния на равновесие. При таких исследованиях были получены интересные результаты относительно природы частиц, присутствующих в паре над некоторыми твердыми веществами, имеющими высокие температуры плавления. В паре над хлоридом лития были обнаружены мономеры, димеры и тримеры, а в паре над хлоридами натрия, калия и цезия — мономеры и димеры [20]. [c.327]

Для определения коэффициентов массоотдачи применяются ди-фузионные ячейки [112, 113] с неподвижными жидкостями. Лучшее приближение к рабочим условиям в экстракционных аппаратах даютячейки с перемешиванием жидкости, так как в них можно определить влияние турбулентности на массопередачу [22, 48, 54]. В таких ячейках Дэви [22] исследовал скорость диффузии различных солей (хлорида калия, бромида калия, иодида калия, натрия, лития [c.79]

Во-первых, при сохранении упорядоченности геометрической структуры и идентичности ячеек его величина возрастает благодаря сильной задержке примеси в застойных зонах внутри ячеек. Этот случай был рассмотрен в разделе У1.3, было показано, что соответствующая добавка к эффективному коэффициенту продольной диффузии существенна для жидкостей при Ке = 10 и несущественна для газов. Второй причиной, которая может вызвать отклонение величины <а2>—2<а1> от нуля даже в случае системы ячеек идеального смещения, является разброс средних времен пребывания в отдельных ячейках. Действительно, считая шаг в продольном направлении фиксированным, а перемешивание потока внутри ячеек — идеа.чгьным, можно переписать формулы (VI.91) и (VI.93) в виде [c.240]

Соответственно фрагмент (2.16) связной диаграммы -й ячейки является результатом свертки по пространству (в пределах -го слоя) локальной диаграммы процесса молекулярной диффузии. Заметим, что топологическая структура диффузии, основанная на диаграммном фрагменте (2.16), приводит к диаграммной сети псевдоэнергетического типа. Для построения диаграммной сети диффузии в неподвижной среде в энергетических переменных необходимо перейти от концентраций компонентов к химическим потенциалам, а вместо псевдоэнергетического Т-элемента использовать диссипативный К-элемент, отражающий энергозатраты системы на протекание необратимого процесса диффузии в неподвижной среде. При этом диаграммный фрагмент (2.16) в энергетических переменных принимает вид [c.114]

Приведем конкретный пример связной диаграммы процессов в полупроницаемой мембране для простейшего случая системы с компонентами А ж В, участвующими в реакции А В. Соответствующая диаграмма связи приведена на рис. 2.7, Если бы в реакции участвовало большее число компонентов, то каждому из них соответствовала бы своя (К—С)-цепочка диффузии, причем в каждой 1-й ячейке (К — С)-звено было бы связано через ТР-преобразователи сдвухсвязным диссипативным К-элементом химического превращения. По сути процесса в построенной диаграмме важно отразить тот факт, что молекулы-носители не проникают через границы мембраны, т. е. диаграммная сеть должна начинаться и заканчиваться К-элементами диффузионных сопротивлений, причем крайнее левое диффузионное сопротивление (на участке 1 ) и крайнее правое диффузионное сопротивление (па участке ) должны быть бесконечно велики (практически на несколько порядков выше, чем внутренние сопротивления). Для этого в связной диаграмме полное сопротивление диффузии /с-го компонента в г-й ячейке [c.133]

Рис. 2.20. Локальная диаграмма связи многокомпонентного массопереноса с химической реак1щей в отдельной сферической ячейке полидисперсной системы (случай независимой диффузии) а — физическая схема ячейки б — диаграмма связи

С помощью гидродинамических уравнений, составленных из условий движения жидкости в диффузионных ячейках вбли и плоской поверхности, рассчитывали поле скоростей. Из уравнений диффузии вычисляли градиенты концентрации растворенных веществ, которые пропорциональны изменению поверхностного натяжения. На поверхности раздела происходят одновременно гидродинамический и диффузионный процессы, которые могут контролировать механизм массопереноса. В ряде случаев оба процесса идут в одном направлении, скорости движения частиц складываются, и результирующая скорость значительно возрастает. Такое состояние аналогично нестабильности Бенарда (см. стр. 30), что приводит к турбулентности. [c.64]

Однако новообразования располагаются в первоначальном по-ровом пространстве неравномерно. Они концентрируются вокруг остаточных зерен исходного цемента, образуя тонкопористую массу (цементный гель) переплетающихся и частично сросшихся вытянутых кристаллов. Поры цементного геля имеют размер (1—3)- 10 мкм, т. е. меньший, чем размер элементарной ячейки кристаллов продуктов гидратации. Поэтому нх кристаллизация происходит после диффузии иоиов п аквакомплексов через оболочку цементного геля в окружающую зсрпа цемента несвязанную жидкую фазу (в так называемое межчастичное пространство). Сначала образуются более крупные кристаллы гидроксида кальция, затем фазы АР/ и А т. Эти кристаллы впоследствии обволакиваются цементным гелем, состоящим в основном нз гндросиликатов кальция. [c.108]

Верхний горизонтальнЕ й участок кривой соответствует достижению предельного диффузионного тока. Если в растворе присутствует несколько деполяризаторов, то получаемая вольтамнерная кривая содержит ряд полярографических волн , расположенных в порядке, определяемом природой деполяризаторов. При соблюдении ряда условий (введение в исследуемый раствор фонового электролита и поверхностно-активных веществ) поступление деполяризатора к поверхности электрода обусловлено только диффузией, скорость которой при прочих равных условиях зависит от градиента концентраций деполяризатора у поверхности электрода и во всей массе раствора. При достижении некоторого потенциала предельного тока число частиц, вступающих в электрохимическую реакцию в единицу времени, становится равным их числу, диффундирующему из раствора к поверхности электрода. Достигается состояние концентрационной поляризации, при которой величина тока в ячейке остается постоянной. Как сказано выше, такой ток называется предельным диффузионным током. Зависимость величины диффузионного тока от концентрации деполяризатора для ртутного капающего электрода выражается уравнением Ильковича [c.154]

При восстановлении различных ионов и электроактивных веществ на ртутном капающем электроде в зависимости от химических свойств элемента и постороннего электролита (фона) наблюдается характерная 5-образная зависимость тока в цепи ячейки от приложенного напряжения — полярографическая волна. Процесс восстановления может быть обратимым и иметь чисто диффузионный характер или, что более часто наблюдается на практике необратимым полностью или частично. В первом случае равновесие между окисленной и восстановленной формами деполяризатора и электродом устанавливается очень быстро потенциал электрода подчиняется уравнению Нернста, и ток определяется только скоростью диффузии деполяризатора. При этом волна характеризуется некоторым наклоном, определяемым величиной предлогарнфмического коэффициента 0,059/ , В (см. уравнение (81)), и занимает сравнительно небольшой участок потенциалов. [c.166]

Катодную поляризационную кривую снимают в ячейке без разделения электродных пространств в гальванодинамическом режиме со скоростью, исключающей заметное изменение исходной площади поверхности вследствие образования губки, на катоде из меди в форме диска, впаянного в стекло или запрессованного в тефлон, в интервале плотностей тока от 5 до 500— 700 А/м . Подготовку поверхности катода перед каждым опытом проводят согласно приложению II, удаляя образовавшуюся губку. Электродом сравнения служит медный электрод в виде погруженной в электролитический ключ проволоки потенциал меди в данных растворах близок к обратимому значению. Поляризационные измерения оканчивают при потенциалах выделения водорода. Изучают влияние скорости развертки в интервале от 2 до 0,3 мА/с на форму кривой и значение пред. Для выбора плотности тока при электролизе используют минимальное значение ред, соответствующее условиям стационарной диффузии. [c.136]

Задание. Для электролитической ячейки, состоящей из серебряных электродов в растворе нитрата серебра с активностью а, найдите перенапряжение на электродах, считая, что причиной полярнзацин является замедленность диффузии в растворе электролита, а остальные стадии протекают без затруднений. [c.328]

Чтобы реализовать условия стационарной диффузии, удобно воспользоваться ячейкой, схема которой приведена на рис. 82. Металлический электрод (серебряный) занимает сечение капиллярной стеклянной трубочки, которая присоединена к большому сосуду с раствором AgNOз, содержащим избыток KNOз. Раствор в этом сосуде размешивается, так что концентрация ионов Ag+ у начала капилляра всегда равна объемной концентрации с . Концентрация при прохождении тока изменяется лишь в пределах длины капилляра б, и так как [c.153]

Рассмотрим теперь некоторые простейшие примеры, когда уравнения диффузионной кинетики могут быть точно решены. Существенное упрощение достигается, если отсутствуют миграция и конвекция, а диффузия происходит в стационарных условиях, т. е. в условиях, если распределение концентрации у поверхности электрода не зависит от времени йс1(И = 0. Миграцию можно исключить, если добавить в раствор избыток посторонней соли, ионы которой не участвуют в электродном процессе. Такой электролит называется индифферентным электролитом или электролитом фона. Чем ьыше концентрация фонового электролита, тем меньше сопротивление раствора и тем меньше при заданном I омическое падение потенциала в растворе, приводящее к явлениям миграции. Чтобы исключить влияние размешивания электролита, можно, например, проводить опыты, используя небольшие плотности тока в течение коротких промежутков времени, что позволяет избежать разогрева электролита и размешивания его при случайных вибрациях ячейки и т. п. [c.162]

Чтобы реализовать условия стационарной диффузии, удобно воспользоваться ячейкой, схема которой приведена на рис. 82. Металлический электрод (серебряный) занимает сечение капиллярной стеклянной трубочки, которая присоединена к большому сосуду с раствором AgNOз, содержащим избыток KNOз. Раствор в этом сосуде размешивается, так что концентрация ионов Ag у начала капилляра всегда [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология