Подвижность электрохимическая ионов

Ионофоры - это небольшие гидрофобные молекулы, которые растворяются в липидных бислоях и повышают их проницаемость дпя ионов. Большинство ионофоров синтезируется микроорганизмами (вероятно, в качестве оружия против своих конкурентов), некоторые из них используются как антибиотики. Ионофоры широко применяются в клеточной биологии для повышения проницаемости мембран по отношению к определенным ионам в исследованиях на синтетических бислоях, клетках и клеточных органеллах. Существуют два класса ионофоров -подвижные переносчики ионов и каналообразующие ионофоры (рис 6-66). Ионофоры обоих типов действуют, экранируя заряд транспортируемого иона так, чтобы последний мог пройти гидрофобную внутреннюю область липидного бислоя. Поскольку ионофоры не связаны ни с какими источниками энергии, они лишь позволяют ионам двигаться по их электрохимическим градиентам. [c.406]

Сущность электрохимической коррозии сводится к анодному окислению металла. На опыте установлено, что химически чистые металлы устойчивы в отношении коррозии. Они даже слабо взаимодействуют с кислотами. Это объясняется тем, что под действием молекул воды ноны металла переходят в раствор. Если металл химически чистый, то эти ионы удерживаются около пего электронами, оставшимися на металле, поэтому раствор вокруг металла будет заряжен положительно. Устанавливается подвижное равновесие между металлом, ионами и электронами па металле Меч Ме"+ + пе . [c.175]

Как уже отмечалось, в продуктах коррозии в воде и водных растворах карбоновых кислот обнаружены гидроксиды металлов. Их образование может происходить в результате развития электрохимических процессов коррозии [302]. Образование гидроксидов металлов характерно для всех водных конденсатов в нефтепродуктах вследствие развития процессов кислородной деполяризации и высокой подвижности ионов гидроксила. Этот показатель для ионов Н0 равен 174 см /(с-В) и значительно выше, чем, например, для таких высокоактивных анионов, как ЗОз - и 564 соответственно 61,6 и 67,9 см / с-В)]. Наличие гидроксидов металлов в продуктах коррозии приводит к образованию их ассоциатов с карбонатами за счет образования водородной связи между протонирован-ным атомом водорода гидроксила и кислородом карбоксильной группы. [c.289]

В электрохимических ячейках, используемых для точных измерений, всегда присутствуют три электрода (иногда четыре) индикаторный или рабочий электрод, электрод сравнения и вспомогательный электрод (противоэлектрод). Функционирование индикаторного электрода связано с его чувствительностью к частицам, которые присоединяют или отдают электроны либо служат источниками ионов, проявляющих подвижность в материале, из которого состоит чувствительный элемент электрода. Если в исследуемом растворе под действием протекающего через ячейку тока происходят значительные изменения состава, то тогда индикаторный электрод называют рабочим. При этом не имеет особого значения, происходит ли изменение состава раствора в его глубине или в объеме электрода (если, например, он жидкий). Так, ртутный электрод в вольтамперометрии является индикаторным электродом, тогда как в кулонометрии его следует рассматривать как рабочий электрод, поскольку при электролизе происходит существенное изменение состава раствора. [c.74]

При разделении веществ с малым эквивалентным весом, если их эквивалентная концентрация не пренебрежимо мала по сравнению с концентрацией буфера, возникает дополнительная причина размывания зоны. В соответствии с электрохимическими законами, рассмотренными в предыдущем разделе, в зоне при ее движении устанавливается электропроводность, отличная от электропроводности остального раствора. Под влиянием градиентов напряженности поля на одной из границ зоны возникают условия обострения, а на другой — размывания. Постепенно зона приобретает несимметричную форму. В предельном случае одна из границ может исчезнуть совсем. Как это и следует из теории Кольрауша—Вебера и Дола, этот эффект тем больше, чем больше разность между подвижностями исследуемых ионов и ионов буфера того же знака. Если эта разность отрицательна, обостряется передний фронт зоны, если положительна — то задний. Из сказанного очевидно, что размывание зон, вызванное электрохимическими причинами, можно уменьшить, подбирая ионный состав буферного раствора и увеличивая концентрацию последнего. [c.76]

Специфика электролиза индивидуальной расплавленной соли при применении жидкого катода из расплавленного металла заключается в том, что концентрационная поляризация вследствие высокой подвижности ионов практически отсутствует, отсутствуют также затруднения, связанные с электрокристаллизацией. Электрохимическое перенапряжение очень мало, так как токи обмена в расплавах для всех металлов велики 0,5—3,3 А/см (в водных растворах io = 10 — 10 A/ м ). Поэтому отклонение потенциала от равновесного значения обычно мало (от 2 до 30 мВ). [c.470]

Аналогичные процессы могут протекать в органических протонных растворителях, образующих в результате диссоциации ионы водорода. Поэтому в качестве растворителей желательно использовать органические апротонные растворители, которые не содержат подвижных атомов водорода. Апротонные органические растворители имеют чрезвычайно высокую электрохимическую устойчивость и не восстанавливаются до потенциалов [c.109]

Заряжение металла и раствора сопровождается изменением У и У. Допустим, что Усол> что соответствует рис. 11.1. Отрицательный заряд, который получает металл, приводит к понижению энергии ионов на металле и точка а, а вместе с ней вся кривая ааа" перемещаются вниз (кривая а а1а )- Положительный заряд, который получает раствор, повышает энергию ионов в растворе, поэтому точка Ь и вся кривая Ь ЬЬ" перемещаются вверх (кривая Электростатическое взаимодействие между металлом и ионами раствора препятствует беспредельному переходу ионов в одном направлении. В итоге, когда иа Оь, в системе металл — раствор устанавливается подвижное равновесие. На границе двух фаз формируется двойной электрический слой, которому соответствует определенное значение потенциала. Как было указано выше, условием равновесия в системах с заряженными частицами является равенство электрохимических потенциалов каждого сорта частиц (г) в контактирующих фазах I и II. Так как а, = ц, + 2,7 ф, а при равно- [c.166]

Различия между объемной и поверхностной концентрациями могут быть обусловлены также замедленным подводом реагирующих веществ из объема раствора. Медленно могут отводиться продукты реакции. Подвод и отвод реагирующих веществ при электролизе осуществляется линейной или конвективной диффузией и электрической миграцией. Миграция — перенос ионов под действием электрического поля, что обеспечивает перенос электричества в растворе электролита. Скорость диффузии определяется природой реагирующих веществ и среды, температурой, величиной градиента концентрации (т. е. с — с). Скорость миграции, кроме того, зависит от объемного градиента потенциала, подвижностей ионов и в значительной мере от трудно учитываемых геометрических параметров электролизера, электродов и их взаимного расположения. В электрохимических исследованиях миграцию исключают добавлением избытка электролита, ионы которого не участвуют в электродных реакциях, но осуществляют перенос электричества через раствор. [c.302]

Диффузионный потенциал Афд может возникнуть за счет различия в подвижностях ионов в мембране и наличия градиента электрохимических потенциалов внутри мембраны. [c.520]

Важно иметь в виду, что сольватация ионов в расплавленных солях отсутствует, в силу чего подвижности ионов непосредственно связаны с их радиусами. В соответствии с этим, например, в ряду щелочных катионов наблюдается правильная последовательность подвижностей Отсутствие растворителя в расплавленных солях сказывается и на характере электрохимических реакций, протекающих в местах входа и выхода тока при прохождении его через расплавы. [c.314]

Мембраны, изменяющие л,-, называются электрохимически активными или ионоселективными. Тогда, когда в переносе участвуют только противоионы (п, = 1, подвижные ионы другого знака отсутствуют), говорят об идеальной электрохимической активности (или селективности) мембран. [c.216]

Отношение и,- называется электрохимической подвижностью и наряду с ионной подвижностью может быть взято из таблиц. Ввиду возможных недоразумений необходимо принимать во внимание размерность (единицу измерения). Некоторые значения приводятся в табл. 2.2. В общем случае повышение температуры благоприятно сказывается на подвижности ионов, тогда как повышение концентрации вследствие взаимного влияния ионов снижает проводимость. Это описывается законом Кольрауша [c.47]

Подвижные ионы железа могут диффундировать и уходить с поверхности металла. Поскольку ионы гидроксила, возникающие в процессе катодного восстановления растворенного кислорода, движутся в противоположном направлении, образование гидроокиси железа произойдет на некоторой промежуточной стадии между анодной и катодной зонами. Этот процесс будет сопровождаться электрохимическим окислением гидроокиси железа до гидратированной окиси железа или ржавчины из-за присутствия кислорода в воде. Так как ржавчина удаляется с поверхности металла, то она не оказывает влияния на скорость коррозии. [c.30]

Электрохимические методы. Размеры ионов одинакового химического, но различного изотопного состава различаются весьма незначительно, поэтому степень сольватации изотопных разновидностей ионов в одном и том же растворителе одинакова. Отсюда следует, что подвижность иона будет определяться лишь его массой и, следовательно, тяжелые изотопные разновидности будут обладать меньшей подвижностью по сравнению с легкими. Это обстоятельство используется при электрохимическом концентрировании изотопов. [c.45]

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]

При использовании электрохимически активных (ионообменных) диафрагм повышается эффективность процесса и снижается расход электроэнергии. Ионообменные мембраны проницаемы только для ионов, имеющих заряд того же знака, что и у подвижных ионов. [c.98]

Этот процесс был предложен в начале развития электрохимического метода производства хлора и каустической соды [12], частично применялся в промышленности, но не нашел широкого распространения, так как замена каустической соды более дешевым продуктом — кальцинированной — экономически нецелесообразна. В последнее время в связи с предполагаемым избыточным производством каустической соды вновь обратились к этому процессу [13]. Предложено проводить карбонизацию католита в катодном пространстве электролизера с целью получения карбонатов. Замена ионов ОН , об.надающих очень высокой подвижностью, менее подвижными [c.281]

Солнер и его сотр. использовали явление аномального осмоса как критерий электрохимической активности 41ембраны [G18]. В более ранних работах [S51, 84] Солнер развил теорию, объясняющую аномальный осмос на основании модели мембраны, имеющей поры различного размера (гетеропористая модель). В качестве примера для иллюстрации своей теории он рассмотрел две поры, одну— узкую, другую — несколько шире, в катионитовой мембране, разделяющей два раствора электролита различной концентрации. Из-за высокой концентрации фиксированных ионов в узких порах одноименные ионы исключаются, вследствие чего между концами этих пор возникает термодинамический максимум мембранного потенциала. В результате этого более разбавленный раствор становится положительно заряженным. Однако в более широких порах присутствуют некоторые одноименные ионы и величина потенциала получается ниже максимальной. В результате между двумя порами существует несбалансированная э. д. с. и положительный ток течет через узкие поры от концентрированного к разбавленному раствору и обратно через широкие поры. Этот процесс, согласно Солнеру, вызывает общий электроосмотический поток через более широкие поры, т. е. происходит положительный аномальный осмос. Солнер пытался объяснить подобным образом и отрицательный аномальный осмос. Для этого он постулировал несколько иные условия для размера пор и проникновения одноименного иона, а также подвижность одноименного иона, большую, чем подвижность противоиона. [c.117]

Согласно равенству (11.2) ЭДС электрохимической цепи включает диффузионный потенциал. Однако расчет и экспериментальное определение диффузионного потенциала затруднительны, поэтому фдифф стараются свести к минимальной величине. Для этого заполняют электролитический (солевой) мостик, представляющий собой П-образную трубку, насыщенным раствором электролита с близкими подвижностями ионов (обычно КС1). Электролитический мостик располагают между растворами, поэтому вместо одной жидкостной границы возникают две. Так как концентрация ионов в растворе электролитического мостика выше, чем в растворах, то через жидкостные границы диффундируют практически только ионы К и С1. На обеих границах возникают малые и противоположные по знаку диффузионные потенциалы, которые взаимно [c.167]

Хрононотенциометрические измерения позволили рассчитать коэффициенты диффузии ионов (в частности, свинца) в электролите алюминирования. Порядок их величин соответствует подвижности свободных ионов в расплавах. Кинетические зависимости соответствуют диффузионному контролю электрохимической реакции [6]. Но эти данные, как и анализ вольт-амперных зависимостей, не отвечают на вопрос, каково же действие свинца пассивирует ли свинец активные грани и не дает возможности разрастаться дендритам или же активирует пассивные центры, способствуя равномерному росту осадка. Наиболее подходящим электрохимическим критерием в данном случае может быть фазовая поляризация, т. е. перенапряжение, связанное с возникновением и ростом первых кристаллических зародышей. [c.4]

В последние годы в потенциометрическом анализе и электрохимических исследованиях широкое распространение получили электроды специфического действия, то есть электроды, способные обратимо изменять потенциал в зависимости от содержания в растворе данного иона (катиона или аниона), по отношению к которому электрод является обратимым, Независимо от присутствия других ионов того же знака [174— 187 и др.]. Специфичность любого обратимого (иоНитового) электрода определяется двумя факторами способностью мембраны поглощать из раствора преимущественно данный ион и относительной высокой подвижностью этого иона в ионитовой мембране. Наиболее широкое применение для [c.36]

Зная эффективную энергию активации процесса, можно приближенно судить о природе стадии, определяющей скорость данного коррозионного процесса. При концентрационной поляризаци значение эффективной энергии активации С разбавленных водных растворов многих веществ (т. е. энергии активации вязкого течения воды) составляет примерно 3—5 ккал моль, а аномально подвижных водородных ионов 1—3 ккал г-ион. При электрохимической поляризации, в частности при перенапряжении водорода, эффективная энергия активации Q заметно больше (9—21 ккал г-ион), чем при концентрационной поляризации (см. приложения 16— 17). [c.140]

Примером подвижного переносчика ионов может служить еалиномицин. Он представляет собой полимер, повышающий проницаемость мембраны для ионов К". Валиномицин имеет кольцеобразную структуру. Наружная гидрофобная часть его молекулы состоит из боковых цепей валина и контактирует с углеводородной сердцевиной липидного бислоя. Во внутренней полярной области как раз может поместиться один ион калия (рис. 6-67). Валиномицин переносит К" по его электрохимическому градиенту, он захватывает этот ион с одной стороны мембраны, диффундирует с ним через бислой и высвобождает его на другой стороне. [c.406]

Еще один пример подвижного переносчика ионов-ионофор А23187, который транспортирует двухвалентные катионы, такие, как Са " и. Этот ионофор обычно действует как ионообменный челнок на каждый двухвалентный катион, вносимый им в клетку, он удаляет два иона Н" из клетки. Если клетки подвергнуть действию ионофора А23187, ионы Са устремляются в цитозоль по крутому электрохимическому градиенту. Поэтому ионофор А23187 широко используют в клеточной биологии для повышения концентрации свободного Са " в цитозоле, моделируя, таким образом, определенные медиаторные механизмы передачи сигнала в клетке (см. разд. 12.3.10). [c.406]

Появление сольватированных электронов переносит зону электрохимической реакции восстановления с границы раздела электрод — электролит в раствор, т. е. превращает ее из поверхностной, гетерогенной, в объемную, гомогенную, реакцию, с катодно генерируемым восстанавливающим агентом. В связи с этой основной особенностью нового механизма восстановления роль транспортных ограничений становится несущественной реакция теперь не локализована в определенном месте, а распределена в объеме подвижность электронов выше, чем большинства других частиц кроме того, появление электронов в растворителе приводит к возникновению градиента плотности, а следовательно, к конвективному перемешиванию объема раствора, примыкающего к катоду. Эта особенность оказывается наиболее существенной в случае электровосстановления труднорастворимых органических соединений, которые при обычных условиях из-за крайне медленной доставки восстанавливаются с ничтожными выходами. В водных средах для ускорения подобных процессов применяются медиаторы потенциала — ионные редокси-пары, которые переносят мектроны от катода к восстанавливаемым частицам или от окисляющихся частнц к аноду, а затем сами восстанавливаются или окисляются на соответствующих электродах. Эффективность восстановления сольватированными электронами должна быть существенно выше, чем при применении медиаторов по уже указанным ранее причинам, а также потому, что ионам медиатора приходится проходить двойной путь — до реакции с частицей и после иее. Действительно, найдено, что токи генерации сольватиро-вапных электронов больше чем на три порядка превышают токи диффузии органических соединений к катоду. [c.444]

Примечание. Вертикальные линии в схематически изображенных электрохимических ячейках представляют собой поверхность раздела двух фаз, где имеет место возникновение скачка потенциала. Если при расчетах э.д.с. элемента учитываются разности потенциала на этих границах, то они обозначаются одними вертикальными линиями. Если же ставятся двойные линии, то разность потенциала на этой границе в общей э.д.с. элемента не принимается в расчет. Обычно это может быть на поверхности раздела двух жидких фаз (диффузионный потенциал), где, однако, можно создать гакие условия, чтобы скачок потенциала был пренебрежительно мал по сравнению с общей величиной э.д.с. элемента, вызванной в основном скачками по- тенциала на поверхности раздела жидкой и твердой фаз. Для этой цели чаще всего применяются электролитические ключи (мостики из стеклянной трубки, заполненные раствором электролита, ионы которого имеют практически одинаковую подвижность, например хлорид калия), с помощью которых контактируют две жидкие фазы. [c.133]

Это можно представить себе более наглядно, введя понятие диффузионного потенциала. Рассмотрим границу растворов соляной кислоты различной концентрации, залитых в полуэлемен-ты электрохимической ячейки. Химический потенциал разбавленного раствора ниже, чем потенциал граничашего с ним концентрированного раствора. Поэтому ионы водорода и хлора из концентрированного раствора под действием разности химических потенциалов диффундируют в более разбавленный раствор (химический потенциал этих ионов примерно одинаков). Однако-подвижность ионов водорода более высокая, чем подвижность ионов хлора. Ионы водорода как бы спешат и создают в более разбавленном растворе избыток положительных зарядов,, т. е. электрическое поле. Это поле выравнивает скорость переноса ионов, ионы водорода тормозятся этим полем, а движение хлорид-ионов ускоряется. [c.319]

Эффективность применения тех или иных мембран при электродиализе оценивается затратами электроэнергии. На рис. 95 представлен пример теоретического подсчета выхода по току при электродйализе раствора N32804 с электрохимически неактивными мембранами. Вследствие большей подвижности ионов Н и ОН в порах катодной и анодной мембран при электродиализе находятся соответственно растворы щелочи и кислоты. [c.227]

Углеводороды могут изменять кинетику электрохимических реакций в зависимости от анионного состава электролита и концентрации ионов водорода- В растворе хлористого натрия и в растворе уксусной кислоты в присутствии индивидуальных углеводородов октана, бензола, циклогексана наблюдалось увеличение коррозионных потерь. Это объясняется наличием растворенного кислорода в углеводородах, что приводит к повышению содержания кислорода в системе и увеличению доли коррозионного процесса, протекающего с кислородной деполяризацией [21]. Увеличение коррозионных потерь в растворе хлортстого натрия составляло в среднем 20-30 %, а в водных растворах уксусной кислоты скорость коррозии возрастала заметнее, чем в растворе хлористого натрия. Наводороживание в присутствии сероводорода в обоих растворах уменьшается, что в работе [21] объясняется связыванием кислородом адсорбировавшегося водорода по реакции 1/2 О2 + 2Надс - НаО. В сероводородсодержащих растворах Na l количество диффузионно-подвижного водорода достигало 2,2 см /ЮО г. Введение малых добавок -6,25 % октана, циклогексана и нефти привело к его снижению до 1,2 1,0 1,4 см /ЮО г соответственно [21]. Бензол при этой концентрации оказывал меньшее влияние, однако в связи с более высокой растворимостью сероводорода в бензоле, чем в октане и тем более в циклогек- [c.32]

Электропроводность деионизационных камер можно увеличить помещением в них ионопроводящих материалов— смеси катионитов и анионитов или ионообменной ткани крупного плетения. На основании некоторых исследований [166, 284, 285] предложена схема опытной установки для деионизации воды, имеющая многокамерный электродеионизатор, у которого в камерах находится смесь катионита и анионита. Установлено, что под влиянием электрического (постоянного) тока подвижные или способные к обмену ионы свободно перемещаются внутри ионита, а поэтому можно осуществить процесс электрохимической регенерации ионитов без затраты реагентов [255, 283]. [c.223]

Н настоящей главе рассматриваются такие электрохимические методЕ.1 очистки пещестп, как электродиали.ч, алектролиз с применением жидких амалЕ.гамных и твердых электродов и метол ионных подвижностей [22]. [c.371]

Это уравнение известно как уравнение Гендерсона. Согласно уравнению ГенДерсона, величина диффузионного потенциала приближается к нулю, как только подвижности аниона и катиона становятся близкими друг другу. По этой причине между растворами электролитов в электрохимической ячейке помещают солевой мостик (ионный проводник) из концентрированных растворов хлорида калия или NH4N0з. Высокая концентрация указанных солей приводит к тому, что диффузионный потенциал на границе между солевым мостиком и раствором определяется диффузией ионов К" и СГ или ЫН4" и КОз , подвижности которых близки между собой. [c.120]

Селективность электрохимических сенсоров зависит от природы чувствительного слоя датчика, т.е. электрода. Так, датчики электронной проводимости, изготовленные из химически стойких материалов (платины, углерода и т.п.), чувствительны к химическим процессам, протекающим с участием электронов, т.е. ко всем окислительно-восстановительным процессам. Датчики ионной проводимости проявляют чувствительность к частицам, которые присоединянэт ионы или служат источниками ионов, проявляющих подвижность в материале, из которого состоит чувствительный элемент датчика. [c.553]

Метод капиллярного электрофореза постоянно совершенствуется. Предложены методы разделения нейтральных молекул, ионов с одинаковой электрофоретической подвижностью. Для этого используют взаимодействия разделяемых компонентов с псевдонеподвижной мицеллярной фазой в буферном электролите (мицеллярная электрокинетическая хроматография). Для повышения чувствительности определения используют дфугие способы де-текпфования флуоресцентное, электрохимическое, масс-спекгрометрическое. [c.255]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология