Перенос ионов водорода

Реакциями нейтрализации в водных растворах являются все реакции между кислотами и основаниями, одним из продуктов которых является вода. Сущность реакции нейтрализации заключается в переносе иона водорода (протона) от кислоты к основанию. Кислотноосновные реакции сопровождаются изменением концентрации ионов Н+. Определение последней играет важную роль в методах кислотно-основного титрования. На практике очень часто вместо концентрации ионов водорода [Н+1 используют водородный показатель pH = = — lg [Н+]. Объясняется это тем, что физико-химические методы позволяют непосредственно определить именно pH раствора. По изменению pH раствора следят за [c.93]

Число переноса ионов водорода в растворе соляной кислоты оказывается большим, чем число переноса хлорид-ионов, поэто му в соответствии с уравнениями (477) и (478) э. д. с. ячейки-с двумя хлорными электродами имеет более высокое значение,, чем э. д. с. ячейки с водородными электродами. [c.319]

Работа 3. Определение чисел переноса ионов водорода [c.476]

По-видимому, в общем справедливо, что реакции, заключающиеся в простом переносе иона водорода между молекулами растворенного вещества и растворителя или другого растворенного вещества, являются достаточно быстрыми, чтобы считаться мгновенными в используемом в книге смысле. Например, вне зависимости от протекания других реакций, всегда можно ожидать, что в растворах будут поддерживаться следующие равновесия [c.259]

Дол предположил, что, в отличие от водородного электрода, через стеклянную мембрану проникает ион водорода вместе с гидратной оболочкой. В этом случае, если с одной стороны стеклянной мембраны находится раствор с активностью водородных ионов Й1 и давлением водяного нара /), а с другой стороны — раствор с активностью водородных ионов ж давлением водяного пара р", то работа перехода через мембрану гидратированного водородного иона зависит как от активности водородных ионов, так и от давления водяного пара, т. е. от активности воды по обе стороны мембраны. Работа будет равна сумме работ переноса ионов водорода и переноса молекул воды. [c.431]

Так как число переноса иона водорода больше, чем число переноса иона хлора, из последнего равенства следует, что диффузионный потенциал в рассмотренном примере увеличивает э. д. с. концентрационного элемента. Разность чисел переноса t+ — t- для раствора НС1 близка к 0,6. Уравнение (4.45) показывает тогда, что при отношении концентрации H I в обоих отделениях элемента o i/ A i = Ю [c.91]

Рассчитать а) подвижность иона водорода, б) число переноса иона водорода, в) подвижность иона хлора и г) напряженность электрического поля. [c.357]

При движении рассола через диафрагму в анодное пространство можно поддерживать концентрацию хлорида щелочного металла в анолите на желаемом уровне. Кроме того, движение потока рассола через анодную диафрагму навстречу электролитическому переносу ионов водорода позволяет предотвратить или уменьшить попадание Н+ в среднее пространство электролизера. Поэтому при применении двух фильтрующих диафрагм можно теоретически получить более высокий выход но току по сравнению с методом с одной фильтрующей диафрагмой. Практически реализация такого способа разделения электродных продуктов связана с усложнением процесса и аппаратуры. [c.57]

Именно свободная энергия переноса ионов водорода из воды в неводные и смешанные растворители, а также связанный с ней эффект среды у являются ключевыми пунктами в установлении единой шкалы электродных потенциалов, основанной на водородной шкале в водном растворителе. Чтобы выразить потенциал полуреакции (41) в водородной шкале в воде, вместо изменения свободной энергии реакции (42) требуется изменение энергии ДС° в реакции [c.38]

Величина ДС° совпадает со стандартной свободной энергией переноса иона водорода из воды в растворитель в [c.38]

Работа будет равна сумме работ переноса ионов водорода и переноса молекул воды. [c.846]

Мембраны могут принадлежать к четырем классам. Некоторые из них сравнительно инертны в электрическом отношении, как, например, мембраны из ацетата целлюлозы, используемые для опреснения воды за счет обратного осмоса. К этому же классу можно отнести пористый стеклянный диск. Ионообменные мембраны имеют заряженные группы, связанные с матрицей мембраны [13]. Следовательно, они стремятся вытеснить ионы того же заряда, что и связанный. Так, в катионообменных смолах числа переноса анионов малы. Такие мембраны используются для опреснения воды путем электродиализа. Третий класс содержит стекла, керамику и твердые электролиты [14, 15]. Стеклянная мембрана, в которой число переноса ионов водорода в области изменения химических потенциалов равно единице, применяется для создания электрода, который по существу обратим по ионам водорода, подобно водородному электроду. Такие электроды используются при измерении pH, поскольку они удобнее водородных электродов. Интересный класс составляют биологические мембраны [16, 17], которые стали предметом обстоятельных исследований того, как живые клетки транспортируют вещества и как они генерируют нервные импульсы. [c.163]

Причина этого явления заключается в следующем, В тонком слое электролита, который соприкасается с катодом, остается слишком мало ионов осаждаемого металла и ток начинает переноситься ионами водорода. Последние, раз- [c.323]

Если в уравнение (4,35) подставить концентрацию НС1, а не d Ia, то оно даст число переноса ионов водорода в oля юй кислоте. [c.109]

Как показано Эрдеи-Грузом и Наги-Зако [44а], диоксан в водных растворах также ограничивает прототропную проводимость. Число переноса ионов водорода при повышении концентрации диоксана резко снижается. В водных солянокислых растворах, содержащих 60 мол.% диоксана, проводимость ионов водорода ниже проводимости ионов хлора ( =0,42). Таким образом, диоксан разрушает структуру воды в большей степени, чем спирты, что не удивительно для веществ с такой молекулярной структурой. По-видимому, молекулы диоксана в прототропной проводимости не участвуют. [c.337]

Число переноса иона водорода в растворах соляной кислоты почти не зависит от ее концентрации в интервале ниже 3 м (при 25°С, н+=0,84) [109]. В более концентрированных растворах число переноса иона водорода с повышением концентрации снижается, при содержании кислоты выше 6,5 л — резко снижается, и в 14 ж растворе н+=0,63. Число переноса снижается, видимо,, в результате разрушения структуры воды электролитом при высокой его концентрации, что затрудняет проводимость по прототропному механизму. Аналогичный эффект обнаружен в растворах КОН [110]. В 17 л растворе число переноса ионов гидроксила (0,74) совпадает со значением этого параметра в 1 м растворе [ПО]. Однако в концентрированных растворах ЫаОН число переноса ионов гидроксила при возрастании концентрации значительно снижается. Для интерпретации указанного явления необходимы дальнейшие исследования. [c.373]

Изменение числа переноса ионов водорода под влиянием неэлектролита. Выводы, сделанные при изучении влияния неэлектролитов на проводимость, справедливы и для измене- [c.448]

Рис. 4.35. Зависимость чисел переноса ионов водорода и гидроксила в растворах НС1 и КОН при 5 °С от концентрации неэлектролита.

НИЙ при этих условиях числа переноса ионов водорода. Изменение числа переноса ионов водорода при добавлении неэлектролита в водные растворы соляной кислоты показано на рис. 4.35 и 4.36 [23—26, 59а]. При низкой концентрации неэлектролита число переноса ионов водорода несколько увеличивается. Возможно, увеличение числа переноса в этих условиях связано с упрочнением структуры жидкости, обусловленным, очевидно, заполнением структурных полостей воды молекулами спирта. Согласно экспериментам, упорядочивающие эффекты затрудняют проводимость ионами водорода в меньшей мере, чем проводимость ионами, мигрирующими только гидродинамически. Это станет ясным, если учесть, что в процессе прототропной проводимости ионы Н3О+ с относительно большой массой не смещаются, а только про- [c.449]

Рис. 4.36. Зависимость чисел переноса ионов водорода и гидроксила в растворах H I и КОН при 25 °С от концентрации неэлектролита. Обозначения см. рис. 4.35.

После достижения максимального значения числа переноса дальнейшее повышение концентрации одноатомных спиртов приводит к заметному уменьшению числа переноса ионов водорода. Его значения достигают минимума в интервале концентрации спиртов 90—95 мол. %, а затем резко увеличиваются. Минимальные значения числа переноса ионов водорода при 25 °С наблюдаются в растворе с пропанолом [c.451]

Таким образом, проводимость по прототропному механизму в этих условиях падает. В растворах с метанолом и этанолом минимальные значения числа переноса ионов водорода составляют н+=0,558 и 0,567 соответственно. Следовательно, в этих растворах доля прототропной проводимости в переносе электричества должна быть невысокой. Необходимо отметить, что последовательность минимумов чисел переноса не совпадает с порядком изменения молекулярных масс спиртов. Другие явления (например, изменение числа переноса ионов гидроксила и солей, ом. рис. 4.22) также указывают на иное влияние метанола на процессы переноса в водных растворах по сравнению с другими одноатомными спиртами. Увеличение числа переноса после минимума связано, вероятно, с прототропной проводимостью через молекулы спирта. Однако число переноса ионов водорода в чистых одноатомных спиртах не достигает значения числа переноса в чистой воде. [c.451]

В некотором отношении аналогичным образом число переноса ионов водорода изменяется при добавлении к раствору гликоля и глицерина (рис. 4.35 и 4.36), однако спад значений числа переноса не столь значителен. В растворе с глицерином число переноса при 25 °С в точке относительного минимума выше, чем в чистой воде, благодаря довольно значительному начальному увеличению. Кроме того, минимум числа переноса появляется при более низкой концентрации гликоля или глицерина по сравнению с растворами, содержащими одноатомные спирты. Следует также отметить, что число переноса ионов водорода в почти безводном гликоле и особенно в глицерине выше, чем в чистой воде. Различие в этом отношении свойств гликоля и глицерина, с одной стороны, и одноатомных спиртов — с другой, можно объяснить наличием в молекуле гликоля или глицерина двух или трех гидроксильных групп, которые могут быть посредниками переноса протонов. Число переноса ионов водорода в гликоле выше, чем в воде возможно, независимость атомов кислорода двух гидроксильных групп молекулы гликоля опособствует прототропному механизму. [c.451]

Разряд ионов водорода потекает в несколько стадий. К их числу прежде всего относится диффузия ионов гидроксония из глубины раствора к катоду. Далее следует собственно электрохимический акт разряда водородных ионов одновременно с их дегидратацией. Образовавшийся в результате этого атомарный водород, адсорбированный на поверхности катода, превращается в молекулярный водород (реакция рекомбинации или молизаций). Из этого следует, что водородное перенапряжение вообще определяется суммой трех слагаемых перенапряжения диффузии, обусловленного задержкой переноса ионов водорода к катоду, перенапряжения перехода, связанного с торможением электрохимической стадии ассимиляции электрона водородным ионом, и, наконец, перенапряжения реакции, возникающего вследствие задержки рекомбинации. Соответственно этому [c.182]

Основная проблема создания систем конверсии энергии биомассы в водород связана с превращением этих метаболитов в топливную форму. Для биотехнологии можно было бы воспользоваться и другими механизмами превращения энергии, вьывленными у микроорганизмов. Например, галофильная бактерия На1оЬас1епит каЬЫит способна использовать световую энергию, улавливаемую пурпурным пигментом (бактериородопсином), вмонтированным в мембрану клетки. Молекула пигмента состоит из одной поли-пептидной цепи, к которой прикреплена молекула ретиналя, являющегося светочувствительной частью пигмента. Под влиянием солнечного света изменяется конформация пигмента, приводящая к переносу ионов водорода (Н ) через мембрану. Пигмент является как бы протонным насосом. Молекулы бактериородопси-на располагаются в мембране триадами, и перекачивание протонов через мембрану обеспечивает градиент концентрации Н (АН ), вследствие чего они движутся к наружной стенке, у которой пространство подкисляется и возникает электрохимический градиент (Ац н)- [c.27]

Стадия (1) заключается в переносе иона водорода от Z к алкену с образованием карбониевого иона это переход протона от одного основания к другому. [c.185]

Устойчивость неорганических ионообменникои к ионизирующим излучениям, естественно, вызвала интерес к исследованиям возможностей их применения в качестве селективных полупроницаемых мембран. Неорганические мембраны имели бы значительные преимущества по сравнению с мембранами из органических смол, например при использовании в топливных элементах, где ионообменные мембраны применяются для переноса ионов водорода. Неорганические мембраны можно было бы использовать при высоких температурах и с большей эффективностью, кроме того, фосфат циркония гидрофилен и обладает почти в три раза большим числом мест, свободных для сорбции ионов водорода по сравнению с обычными сульфозамещенными органическими смолами. [c.170]

Если известна зависимость удельных электропроводностей растворов от концентрации, то кольраушевскую концентрацию с можно определять т ондуктометрически [68]. Хартли [б9] предложил остроумный прибор с так называемой уравновешенной границей и использовал уравнение (32) для сравнения чисел переноса ионов водорода, калия и натрия в растворах соответствующих хлоридов с числом переноса иона лития в растворе хлористого лития, применявшемся в качестве индикаторного раствора. Расхождения между результатами, полученными Хартли, и данными Лонгсворта [52а] не превышают 0,5%. Метод уравновешенной границы является практически важным, так как с его помощью можно непосредственно определять числа переноса ионов с очень малой подвижностью. Этот метод был применен для изучения солей, катионы которых содержали парафиновые цепи с числом атомов углерода, доходившим до шестнадцати [70]. С помощью метода Хартли получены интересные экспериментальные результаты, которые послужили основой для объяснения свойств коллоидных электролитов [71]. [c.160]

По-существу, метод определения т) для процесса электродиализа является ориентировочным, так как не учитывает переноса воды, иногда дости аюи№Г0 20%. На эффективность использования электрического тока влияют неполная селективность ионитовых мембран, перенос ионов водорода л гидроксилэ, ток утечки, составляющий в лучшем [c.95]

Этот эффект можно объяснить, если учесть, что энергия активации электропроводности Е катионита в натриевой форме больше, чем энергия активации электропроводности этого ионита в водородной форме [7]. Поэтому увеличение температуры должно приводить к уменьшению отношения подвижности ионов и, следовательно, к повышению выхода по току и росту степени ре-енерации ионита при заданной величине безразмерного времени [5]. Аналогичным образом можно объяснить рост степени регенерации анионита АВ-17 при увеличении температуры, если принять во внимание, что Есь УЕоуг- Не исключено, что еще одной причиной, вызывающей увеличение степени регенерации сильноэлектролитных ионитов при росте температуры, является происходящее при этом повышение степени гидролиза смол [8]. Известно, что на границе зерен катионита с катионообменной мембраной перенос тока осуществляется не только противоионами соли, но и ионами водорода [9]. Поэтому увеличение степени гидролиза катионита и связанное с этим некоторое увеличение pH должно приводить к уменьшению переноса ионов водорода на этой границе и повышению степени регенерации ионита. [c.53]

Комплекс Fq скрепляет АТРсинтазу с мембраной и имеет протонные каналы для переноса ионов водорода между водной фазой и мембрану сквозь АТРсинтазу. Комплекс Fq включает субъединицу а, две субъединицы Ь и довольно много субъединиц с. Гидрофобная субъединица а почти полностью погружена в мембрану, а ее длинные ответвления ( руки ) прочно связаны с комплексом F,. Это делает весь гексамер (За -t- 3/J) неподвижным и включает его в статорную часть машины. Каждая субъединица с состоит из 9-12 одинаковых маленьких белков, окружающих субъединицу 7, пофуженную в мембрану. [c.111]

Натта с сотр. [1304, 1305] отмечает, что при повышении температуры полимеризации, при проведении ее с термически стабилизированными катализаторами на основе галогенидов Т1 и алкилалюминия получаются полимеры с меньшим молекулярным весом, а также с меньшим выходом изотактических фракций при этом линейно возрастает выход блочных полимеров. Понижение молекулярного веса полимеров с повышением температуры полимеризации объясняется тем, что начинает играть роль новый процесс обрыва цепи с большей энергией активации, заключающийся, по-видимому, в переносе иона водорода от алкильной группы катализатора, наиболее близкой к началу растущей цепи, на цепь полимера с одновременным образованием конечной винилиденовой группы. Изменение стереоизомерного состава образующихся полимеров объясняется наличием дйух конкурирующих процессов роста изотактической цепи и процесса изменения стерической конфигурации после присоединения некоторого числа стерически однородных единиц мономера. Энергия активации последнего процесса больше, чем энергия активации реакции роста цепи. [c.252]

НВг и Н1 из воды в пять различных по составу водно-метаноль-ных растворов (содержание метанола в вес. % менялось от 20 до 90). Используя эти результаты (и более ранние данные Фикинса и сотр.), Томкинс путем экстраполяции на 1/га = О оценил стандартные свободные энергии переноса ионов водорода. Аналогично были обработаны данные для хлоридов лития, натрия и калия [23], и график зависимости изменений свободных энергий от обратных радиусов катионов был использован для определения стандартной свободной энергии иона хлора. Оба типа графиков характеризуются удовлетворительной линейностью с наклонами противоположных знаков. Ни одна из этих прямых не имеет наклона, предсказываемого уравнением Борна [уравнение (28)]. [c.323]

Экстраполяционные данные для хлоридов щелочных металлов, выраженные в виде функции 1//", позволяют, по-видимому, получить несколько более надежные результаты, чем аналогичные данные для галогеноводородов, так как для хлоридов щелочных металлов уже указанные три экспериментальные точки соответствуют значениям 1/г, равным 1,7, 1,1 и 0,75. Если свободные энергии переноса ионов водорода и хлора, полученные рассмотренным выше методом для семи водно-метанольных растворов, сложить и сопоставить вычисленные и измеренные значения свободных энергий переноса хлористоводородной кислоты из воды в смешанные растворители, то в среднем они различаются на 800 кал, или более чем на 0,5 единицы gmyi Для каждого иона. Если эти различия соответствующим образом пронормировать, то получается полупоследовательный ряд ионных эффектов среды (табл. 5). Анализ данных таблицы [c.323]

Эквивалентную проводимость, т. е. гидродинамическую подвижность, ионов Н3О+ и ОН в чистых водных растворах электролита непосредственно измерить невозможно, но при исключении проводимости по прототропному механизму добавлением в раствор веществ, не проводящих электричества и значительно снижающих возможность переноса протонов, эквивалентную проводимость этих ионов приближенно измерить можно. Эксперимеятальные исследования чисел переноса электролитов, растворенных в водно-метанольных смесях, показали [42], что в 0,02 моль-л растворе соляной кислоты, содержащем 90 мол.% метанола, числа переноса иона водорода при 25 и 5°С равны =0,560 и =0,538, тогда как числа переноса в чистом водном растворе НС1 равны =0,827 и =0,840. Таким образом, в растворах с метанолом эквивалентная проводимость иона водорода не слишком превышает проводимость иона С1 , т. е. в основном обусловлена гидродинамической миграцией. Очевидно, метанол разрушает решетчатую структуру и образованные водородными связями полимеры воды, исключая или значительно снижая тем самым возможность netpeno a протона от одной молекулы воды к другой. При повышении концентрации метанола в растворах соляной кислоты число переноса ионов водорода вновь возрастает, так как начинается перенос протонов между молекулами метанола [c.336]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология