Диффузия достижение стационарного состояния

М (на катоде), М+ ге (на аноде) и изменению концентрации ионов в приэлектродных слоях электролита. Это изменение связано с отставанием скорости транспорта потенциалопределяющих веществ от скорости электродного процесса, которое наблюдается до установления стационарного состояния. При подаче тока на катоде идет разряд катионов с постоянной скоростью обусловленной заданной плотностью тока, и их концентрация около электрода уменьшается. Транспорт катионов к катоду осуществляется миграцией, скорость которой в данном электрическом поле постоянна, и диффузией, скорость которой с течением времени изменяется. Вначале она будет малой, так как разность между концентрацией ионов у электрода и в массе электролита очень мала. При этом Од С течением времени концентрация катионов у электрода уменьшается (за счет электродного процесса), а скорость диффузии возрастает. При достижении стационарного состояния скорость транспорта ионов к электроду и скорость их разряда становятся одинаковыми, однако концентрация их у катода будет меньше, чем в массе электролита. Аналогичным путем можно показать, что при пропускании тока через систему (I) концентрация катионов у анода повышается по сравнению с их концентрацией в массе раствора. Таким образом, под током система (I) переходит в новое состояние, в котором с > с > с [c.500]

В уравнениях (1-56) и (1-59) по два неизвестных и для определения а кроме величины Коо (определяемой путем анализа проб, отобранных на концах колонны после достижения стационарного состояния) необходимо знать число п или Noy Для того, чтобы исключить одно из неизвестных, предложено [27] в опыте на ректификационной колонне использовать разбавленный раствор компонентов 2 и 3, имеющих близкие коэффициенты диффузии. [c.26]

В общем случае, при достижении стационарного состояния, скорость диффузии к внешней поверхности может быть приравнена скорости дальнейшего превращения вещества. Тогда из уравнения (Х.25) следует [c.394]

Как видно, выражение для тока состоит из двух слагаемых. Первое зависит от времени и полностью совпадает с уравнением (7.15) для нестационарной диффузии к плоскому электроду. Второе слагаемое не зависит от времени. В начальные моменты при малых значениях /. превалирует первый ч.рен, и диффузия протекает по тем же закономерностям, что и к плоскому электроду. В этот период толщина диффузионного слоя еще мала по сравнению с радиусом а. При увеличении времени i первое слагаемое уменьшается и растет относительная доля тока, обусловленная вторым слагаемым. При очень больших значениях I ток стремится не к нулю, как в случае линейной диффузии в отсутствие перемешивания (когда 6с, велико), а к определенному постоянному значению. Характерное время достижения стационарного состояния (время, когда слагаемые тока становятся равными) может быть представлено в виде [c.123]

Достижение стационарного состояния диффузии даже в отсутствие конвекции (например, при использовании загущенного раствора)—характерная черта процессов на электродах малых размеров, для которых возможна диффузия по сходящимся направ,тениям. Такие электроды, размер которых сравним с типичными значениями 6, получили название микроэлектродов. [c.123]

В случае коррозии металлов в расплавленных солях, где окислитель и продукты коррозии находятся в ионной форме, стационарный потенциал становится важной количественной характеристикой процесса [11]. Когда при достижении стационарного состояния процесс контролируется диффузией ионов в расплаве, электродный потенциал металла относительно ионов в приэлектродном слое электролита становится равным окислительно-восстановительному потенциалу прилегающей к нему солевой среды. Отсюда следует, что [c.174]

При достижении стационарного состояния, чему отвечает неизменное во времени значение электродного потенциала , скорость доставки ионов серебра за счет диффузии будет равной скорости расходования этих ионов в ходе электродной реакции, т. е. [c.304]

Чтобы проинтегрировать уравнение жидкостного потенциала, Планк [6] ввел понятие граничного слоя с затрудненной диффузией, возникающего как результат течения растворов 1 и 2 сквозь две поверхности пористой диафрагмы, через которую ионы диффундируют свободно. Собственно соединение имеет конечную толщину по достижении стационарного состояния диффузии ионов возникает постоянный диффузионный потенциал. [c.63]

Используя соответствующие решения уравнения диффузии, Дай-нес и Баррер показали, что индукционный период непосредственно связан с коэффициентом диффузии О. Данные о скорости достижения стационарного состояния потока часто можно легко получить сравнительно простыми экспериментальными методами. Измерения [c.198]

Процессы электролитического выделения металлов на катоде, как правило, сопровождаются параллельным разрядом ионов водорода, который, проникая в металл, ухудшает его физико-химические и механические свойства [1, 21. Абсорбция водорода металлами в условиях электроосаждения может быть количественно описана путем решения соответствующих краевых задач диффузии. При формулировке граничных условий обычно полагают [3], что поверхность электрода мгновенно насыщается водородом, концентрация которого в поверхностном слое постоянна в любой момент времени. На практике чаще всего задается величина плотности тока и, как следует из работы [41, до момента достижения стационарного состояния концентрация водорода в поверхностном слое является функцией времени. Переходный период может длиться в зависимости от [c.5]

В первый момент травления скорость диффузии равна нулю, концентрация травителя вблизи поверхности такая же, как в объеме, условия для протекания химической реакции наиболее благоприятны. Травление — селективное. Через некоторое время концентрация травителя вблизи поверхности снизится до значения скорость диффузии возрастет, а скорость реакции, наоборот, уменьшится. При достижении стационарного состояния обе скорости станут равными по величине. С этого момента с больше изменяться не будет и скорость травления постоянна. [c.281]

В общем случае диффузионный поток является функцией координат и времени, так как йс/йх зависит от х и 1. Если привести в контакт два раствора с различной концентрацией, то в системе начнется диффузия, под действием которой концентрация в различных частях системы будет выравниваться. При этом градиент концентрации будет убывать во времени и при достижении равновесия станет равным нулю. Только в некоторых особых случаях, например когда искусственно поддерживается разность концентраций в определенных местах системы, градиент концентрации, а следовательно, и диффузионный поток не меняются во времени — в системе устанавливается стационарное состояние. В противном случае поток г является функцией х и t, т. е. ( = г х, ). [c.39]

Релаксационные методы исследования кинетики химических реакций основаны на том принципе, что при быстром внешнем воздействии на систему (изменение температуры, давления, электрического поля) время, которое нужно системе для достижения нового равновесного (или стационарного) состояния, зависит от скорости химической реакции (или иногда от скорости диффузии реагентов). Переход системы к новым равновесным (или стационарным) концентрациям реагентов называют химической релаксацией [39, 40]. Если отклонение от равновесия, вызванное внешним воздействием, невелико, кинетика релаксации будет весьма простой (ее удается описать с помош,ью линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами). [c.206]

Эффективность метода термодиффузии усиливается идущей обычно параллельно диффузии тепловой конвекцией. В этом случае принцип термодиффузионного метода выглядит следующим образом. Пусть разделяемая смесь помещена между горячей и холодной стенками сосуда. Понятия горячий и холодный здесь, разумеется, относительны. Вследствие эффекта термодиффузии легкий компонент концентрируется около горячей стенки, а тяжелый — у холодной. Кроме того, в сосуде возникают конвекционные потоки, вызванные разностью плотностей холодного и горячего газа (жидкости). В результате этого около горячей стенки возникает направленное движение массы газа (жидкости) вверх, а около холодной — вниз. Вот почему легкий компонент будет концентрироваться вверху сосуда, а тяжелый — внизу. Предельное разделение соответствует стационарному состоянию, когда количества легкого компонента вверху трубки и тяжелого внизу ее не будут более изменяться в результате процессов термодиффузии и конвекции. Однако при достижении стационарного равновесия должно происходить немедленное отделение обогащенных слоев, так как в смеси происходит также обычная концентрационная диффузия, направленная на выравнивание концентраций.разделяемых компонентов, причем эта диффузия идет тем быстрее, чем больше разность в концентрации газа (жидкости) в верхней и,нижней областях трубки. [c.42]

Все уравнения, приведенные в настоящей главе, относятся к диффузионному перенапряжению в условиях, когда достигнуто стационарное состояние, т. е. когда градиент концентрации не изменяется во времени, а толщина диффузионного слоя сохраняет постоянное значение. Время, необходимое для достижения такого стационарного состояния, весьма мало, но все же оно конечно и зависит от ряда факторов, и прежде всего от плотности тока и концентрации электролита. Рассмотрение процессов нестационарной диффузии проводится на основе второго закона Фика [c.333]

В режиме разряда слабыми токами использован никель-цинковый аккумулятор с рабочей поверхностью однополярных электродов 300 см . Сепарацией служит гидратцеллюлозная сепарация, суммарная толщина ее слоев в набухшем состоянии 180 мкм. При разряде аккумулятора током 200 мА и достижении стационарности процесса, когда концентрация цинката в электродных пространствах достигла постоянства, градиент концентрации цинката между анолитом и католитом составлял 0,45 н. В этих условиях коэффициент диффузии цинката через сепарацию был равен 1,3-10- тЧс. [c.64]

В последнее время широкое применение получили также релаксационные методы исследования кинетики ферментативных реакций. Они основаны на принципе, предполагающем, что при быстром внешнем воздействии на систему (изменение температуры, давления, электрического поля) время, необходимое системе для достижения нового стационарного состояния, зависит от скорости химической реакции (или иногда от скорости диффузии реагентов). Переход системы к новым стационарным концентрациям реагентов называется химической релаксацией . Если отклонение от равновесия, вызванное внешним воздействием, невелико, то кинетику релаксации можно описать с помощью дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Релаксационные методы, используемые для исследования быстрых химических реакций в растворах, имеют высокую разрешающую способность. Так, например, метод поглощения ультразвука обнаруживает время разрешения вплоть до наносекундного диапазона. Именно поэтому релаксационная кинетика широко используется при исследовании механизмов ферментативных реакций. [c.109]

Однако вышеуказанное взаимодействие процессов наблюдается только в том случае, если имеется достаточно времени для достижения химического равновесия. В дуговом разряде распределение температуры и условия диффузии в плазме можно считать стационарными, и поэтому возможно наличие химического равновесия. В искровом же разряде, особенно при низких значениях С, Е и Я, можно ожидать процессы взрывного характера, и поэтому химического равновесия не будет. Состояние равновесия возможно только в период послесвечения. Однако при некоторых обстоятельствах оно может быть достигнуто во внешних относительно спокойных зонах плазмы. [c.254]

Эффект наложения в равной мере обусловлен влиянием градиентов, вызванных некоторыми внешними по отношению к данной термодинамической системе условиями (методикой приготовления системы, нагреванием или охлаждением) и влиянием возникшего процесса переноса. Например, если между двумя концами трубы, содержащей раствор или газ с одинаковой во всех точках концентрацией, поддерживается разность температуры, то в растворе возникает градиент концентрации, сохраняющийся и после достижения стационарного состояния эффект Сорэ). Однако если в стационарном состоянии раствора поддерживается градиент концентрации, то это приводит к возникновению градиента температуры эффект Дюфура). Так же, если в растворе электролита, содержащем ионы с разной подвижностью, имеет место градиент концентрации, то возникает градиент электрического потенциала (диффузионный потенциал), обусловленный разной скоростью диффузии ионов. Этот диффузионный потенциал будет влиять на поток массы. Описанное явление имеет важное значение в диффузии электролитов (см. разд. 3.2). [c.209]

При учете влияния сил взаимодействия между ионами на диффузию электролитов следует основываться на специфике диффузионного процесса. Диффузия отличается от электропроводности тем, что при диффузии движение катионов и анионов происходит в одном и том же направлении, в то время как под действием тока положительные и отрицательные ионы движутся в противоположных направлениях. Кроме того, при достижении стационарного состояния все ионы данного электролита диффундируют с одной и той же скоростью, а под действием тока они перемещаются независимо друг от друга и с различными скоростями. Поэтому электрофоретические и релаксационные силы, связанные с существованием ионной атмосферы, должны проявляться при диффузии электролп- [c.133]

Следует также напомнить, что кроме условия ( 1 > (Х2 должно остава1Ъся в силе и условие (2) (см. гл. 1), а именно Дд > .и, которое обеспечивает быстрое достижение стационарного состояния процессов диффузии и химических реакций. [c.75]

В последнее десятилетие в зиач/ительной степеии бла,годаря работам Эйгена широкое эксперимеитальное и теоретическое развитие получили быстрокинетические релаксационные методы. Релаксационные методы основаны на том, что при быстром возмущающем воздействии на систему (изменение температуры, давления, электрического поля) время, которое необходимо сиАеме для достижения нового равновесия (или стационарного состояния) зависит от скорости и механизмов химических реакций (или иногда от скорости диффузии реагентов). Рассмотрим принципы релаксационной кинетики на примере обратимой ферментативной реакции с участием произвольного, числа п промежуточных соединений (Eigen, Hammes, 1963) [c.210]

Если предметом изучения являются валиковые текстуры, то оказывается, что средний дрейф вносит существенные дополнительные усложнения. Мы видели, что эта составляющая течения ответственна за постоянно присутствующую динамику, наблюдаемую в определенных диапазонах параметров, — фазовую турбулентность и хаос спиральных дефектов. Постоянно присутствующая нестационарность выглядит как состояние конвективной структуры, обусловленное невозможностью одновременного достижения во всей структуре оптимального волнового числа валов и баланса между фазовой диффузией и средним дрейфом (вообще говоря, оптимальное волновое число не обязательно обеспечивает такой баланс). Средний дрейф является агентом, связывающим разные части структуры, и одни из них могут приближаться к оптимуму за счет деоптимизации других. В результате стационарные состояния оказываются недостижимыми. Такие эффекты сильно зависят от граничных [c.217]

Коэффициенты диффузии были вычислены по двум методам на основании измерений скорости улетучивания водорода из проволоки, насыщенной путем катодной поляризации в растворе Н2804 с примесью мышьяка, и по приближенному методу — на основании результатов измерений времени, необходимого для достижения стационарного удлинения нроволоки, катодно-поляризованной в растворе Н23 04 с примесью мышьяка. Результаты опытов по первому методу указывают па существование двух стадий в процессе выделения водорода. Полученные средние величины коэффициента диффузии составляли при 20 " для первой стадии десорбции 5,0 10 см сек, а для второй — 9,6 10" см сек. Коэффициент диффузии водорода в железе, определенный по второму методу, имеет тот же порядок величины (10" —10" ). У пас нет исчерпывающих данных для точного определения этой величины, так как неизвестно, при какой степени насыщения поперечного сечения проволоки водородом паблюдается стационарное состояние деформации. [c.73]

Макроскопическое спонтанное структурирование обусловлено коопера-тивностью поведения микроскопических составляющих, возникающего внезапно в момент достижения внешним фактором своего критического значения. В докритической области все состояния системы могут быть получены из равновесного состояния медленной непрерывной деформацией равновесных структур. Последовательность таких состояний образует так называемую термодинамическую ветвь. Отвечающие ей процессы имеют аддитивный характер. К ним относятся, например, ламинарное течение жидкости, диффузия и все другие потоки вещества и энергии, которые в определенном диапазоне внешних условий являются линейными функциями термодинамических сил - градиентов соответствующих потенциалов (температуры, давления, концентрации и др.). При выходе за область критических значений градиентов линейные потоки размываются и у систем возникают совершенно новые упорядоченные структуры, работающие в стационарном режиме (их-то и назвал Пригожин диссипативными). В момент появления такой структуры на термодинамической ветви возникает резкий излом - бифуркация. Ход исторического развития научного познания также может быть представлен нелинейным неравновесным процессом, включающим термодинамические ветви, разделенные бифуркациями. На начальном этапе, до первой критической точки, [c.27]

При временах t>tt гибель радикалов будет происходить уже в изотермических условиях в результате их диффузии в твердом теле. Скорость этой гибели будет значительно меньше, чем в первый период, и переход от механизма рекомбинации в неизотермических условиях к изотермическим будет восприниматься как кинетическая остановка рекомбинации радикалов (величина стационарной концентрации, отвечающей [выходу кинетической кривой на ступеньку, обозначена ла рис. 8.26 через / Ст). За-пределивание кривой зависимости концентрация радикалов от времени определяется не собственно кинетикой рекомбинации радикалов, а скоростью достижения образцом равновесного фазового состояния, соответствующего температуре наблюдения Т2, после скачкообразного изменения температуры. Таким Образом, (В рамках струн- Рис g 26 зависимость количе-турно-шнетическои модели удается ства д рекомбинирующих в об-объяснить явление кинетической оста- разце радикалов от времени. [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология