Онзагера закон теория

Важным дополнением к этим теориям являются работы Дерягина и Духина, опубликованные в 1959 г. Эти авторы учли сопутствующий электрокинетическим явлениям эффект диффузии ионов. Он оказался особенно существенным для жидких поверхностей, например для эффекта Дорна при обратной седиментации (всплывании) пузырьков газа. При движении твердой сферической частицы в растворе электролита также возникают разность концентраций между ее полюсами по направлению движения и соответствующий диффузионный потенциал. Поправка, связанная с этим потенциалом, может оказаться того же порядка, что и сам потенциал перемещения частицы. Формулы, которые получаются при уточнении теории с учетом диффузии, а также закона сохранения анионов и катионов в отдельности, приобретают классическую форму только при равенстве коэффициентов диффузии анионов и катионов. Если учесть диффузию, то, исходя из требования симметрии кинетических коэффициентов в теории Онзагера, можно прийти к выводу, что наличие разности концентраций по обе стороны капилляра или пористой перегородки обязательно должно вызывать течение в растворе (капиллярный осмос), а частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в растворе, в котором существует градиент концентрации, должны двигаться (диффузиофорез). Краткость изложения не позволяет нам приводить здесь конкретные выводы и формулы. [c.143]

Проведем сопоставление теории Дебая — Гюккеля—Онзагера с экспериментальными данными в растворах 1,1-валентных электролитов. Уравнение (IV.63) дает теоретическое обоснование эмпирической формулы Кольрауша (IV.35). Расчет показывает, что уравнение (IV.бЗ) количественно согласуется с опытными данными при концентрациях с 0,001 моль/л (рис. 22). Для выполнения уравнения (IV.63) требуются еще большие разбавления, чем для предельного закона Дебая — Гюккеля. Это связано с дополнительными допущениями, сделанными при выводе соотношений для электрофоретического и релаксационного эффектов. Однако измерения электропроводности можно выполнить с высокой точностью при столь малых концентрациях, что формулу (IV.63) удается проверить при изменении концентрации на два-три порядка (рис. 22). [c.72]

С законами термодинамики совместимы любые значения для коэффициентов , в уравнении (IX. 14). В 1931 г. Онзагеру удалось показать, что для явлений переноса из статистической теории затухания флуктуаций вытекает следующее соотношение, связывающее между собой коэффициенты Lik для сложных процессов переноса [c.291]

Уравнения Онзагера не просто сокращают вдвое число параметров в кинетических уравнениях, но и позволяют получить ряд новых результатов. С помощью линейных законов (IX. 14) и соотношений Онзагера (IX. 15) удалось построить полную макроскопическую теорию перекрестных явлений переноса. [c.292]

Чтобы достичь полноты изложения, в гл. 1—4 рассмотрен ряд важных результатов равновесной и линейной неравновесной термодинамики. Сюда включены законы сохранения, второй закон термодинамики, основные теоремы линейной неравновесной термодинамики (такие, как соотношения взаимности Онзагера, теорема о минимуме производства энтропии) и, наконец, классическая теория устойчивости Гиббса — Дюгема. Уровень изложения этих вопросов таков, что позволит читателю понять дальнейший материал, не обращаясь к другим источникам. [c.13]

Концентрационная зависимость электрической проводимости по теории Дебая — Хюккеля — Онзагера [8, 27] объясняется существованием электрофоретического и релаксационного эффектов торможения ионов. Вычислив величины тормозящих сил, Онзагер вывел расчетное уравнение для электропроводности, отвечающее второму приближению теории Дебая — Хюккеля, получившее название предельного закона Онзагера для ЭП [c.864]

После того как Онзагер получил соотношения взаимности механико-статистическим путем, предпринималось немало попыток отыскать чисто феноменологический путь их вывода [36—40]. Однако, несмотря на некоторые успехи, достигнутые в этом направлении (так, в работе [38] строго феноменологически показана справедливость этих соотношений для химических реакций), проблема в целом до сих пор остается нерешенной. Поэтому в рамках феноменологической термодинамики их следует пока рассматривать как еще один экспериментально подтвержденный закон (постулат), который вместе с феноменологическими законами (1.28.5) образует основу теории явлений переноса, [c.84]

Метод Харнеда и Френча явился первой надежной проверкой [6, 62-68] предельного закона Нернста и теории Онзагера - Фуосса для диффузии в сильно разбавленных растворах. Эта работа была лишь чем-то вроде экспериментальной демонстрации возможностей метода, поскольку типичный эксперимент длится несколько дней и требует строгого контроля температурных флуктуаций и хорошей изоляции от вибрации. Конечно, не удивительно, что этот метод впоследствии не использовался в полной мере, однако было бы очень интересно провести аналогичные исследования в неводных растворах при малых концентрациях. [c.165]

Отклонения предельного закона Онзагера от экспериментальных данных показывают, что использованные при выводе закона упрощающие предположения справедливы в пределах ошибок эксперимента только для сильно разбавленных растворов. Превышение эмпирической проводимости над теоретической для разбавленных растворов 1 1-электролитов при их концентрации, превышающей область совпадения обоих значений проводимости, можно объяснить тем, что теория не учитывает размеры ионов, тогда как на самом деле +шф. Образование ионных пар путем ассоциации, снижающее проводимость, в сильно разбавленных растворах несущественно, или по крайней мере предположение о полной диссоциации приводит к ошибке, меньшей ошибок, обусловленных другими упрощающими предположениями. Однако отрицательные отклонения при исследовании растворов с многозарядными ионами можно связать со значительной ассоциацией. [c.356]

Формула Онзагера согласуется с опытными данными в той области концентраций, где приложим закон квадратного корня. При увеличении концентрации сходимость с опытом ухудшается. Формулу Онзагера следует рассматривать как эквивалент второго приближения теории Дебая и Гюккеля применительно к явлениям электропроводности. [c.116]

Наиболее полно разработана теория водных растворов электролитов, основанная на теория межионного взаимодействия Дебая — Гюккеля — Онзагера — Фуосса — Фалькенгагена [65, 71]. Однако, за исключением предельного закона Дебая — Гюккеля, уравнения теории сильных электролитов, описывающие концентрационные зависимости Ун, содержат эмпирические параметры (хотя бы один). Например, наиболее известное уравнение Робинсона и Стокса [65] имеет вид [c.17]

Теории мембранных явлений могут быть построены на основе термодинамики необратимых процессов, которая позволяет, сделав необходимое число измерений феноменологических коэффициентов, предсказать с помощью соотношения Онзагера все мембранные явления. Ставерман [1] и Шпиглер [2] применили законы термодинамики необратимых процессов для предсказания мембранных явлений. Вывод Шпиглера наиболее интересен. Он основан па модельном представлении ионита как мелкопористой системы, в капиллярах которой действуют законы трения. В этой модели трение представляется как макроскопическое, хотя для малых частиц это не имеет смысла. Тем не менее прямолинейному движению ионов мешают многочисленные столкновения с другими частицами, в частности с молекулами воды, одноименными ионами, а также со стенками капилляра. Эти столкновения можно считать эквивалентными трению при условии, что такая аналогия не заходит слишком далеко. [c.98]

Ограниченность применения предельного закона Онзагера можно отчасти объяснить чрезвычайной схематичностью модели, на которой базируется теория Дебая—Хюккеля, и отчасти упрощающими предположениями, использованными при выводе закона. Теорию Дебая—Хюккеля можно рассматривать как кинетико-статистическую теорию растворов электролитов лишь условно, поскольку в ней не учтена молекулярная структура растворителя он представляется. континуумом, характеризуемым макроскопическими диэлектрической проницаемостью и вязкостью. Кинетико-статистический метод применен для описания распределения ионов, обусловленного взаимодействием их электростатической и тепловой энергии, но даже это описание содержит противоречия. Очевидно, использование при вычислениях параметров, характеризующих условия, существующие в непосредственной близости к ионам, макроскопической диэлектрической проницаемости оправдано только в nepBOiM, и довольно грубом, приближении. Несомненно, микровязкость вблизи ионов вследствие их электрического поля отличается от вязкости, измеренной макроскопически . Кроме схематически теоретического характера, к недостаткам теории следует отнести иопользование упрощающих предположений, но без них рас- [c.357]

В рамках этой теории коэффициенты линейной связи не расшифровываются, а вводятся исключительно формально и отражают линейную связь между обобщенными силами и потоками. Что касается явлений переноса, то связь между коэффициентами Онзагера и коэффициентами пропорциональности в эмпирических законах Фурье, Фика, Навье-СЗтокса записывается в виде [c.151]

Теория Дебая — Гюккеля — Онзагера позволила интерпретировать эффект резкого увеличения электропроводности в условиях, когда для измерений используются импульсы с очень высокой напряженностью поля. Этот эффект был обнаружен М. Вином, который установил, что в области Х 20- 40 МВ/м эквивалентная электропроводность после резкого возрастания выходит на свое предельное значение Л . Эффект Вина находится в противоречии с законом Ома, а потому он получил признание только после тщательной экспериментальной проверки. Согласно теории Дебая — Гюккеля—Онзагера эффект Вина объясняется просто. При больших напряженностях поля скорость движения иона становится настолько большой, что ионная атмосфера не успевает образовываться и ее тормозящее действие исчезает. Исходя из соотношения игХт>1/и, можно рассчитать напряженность поля, при которой следует ожидать рост Л. Расчет приводит именно к тем значениям X, при которых наблюдается эффект Вина. В растворах слабых электролитов эффект Вина выражен значительно сильнее увеличение Л здесь происходит в десятки раз. Это обусловлено диссоциацией слабого электролита под действием очень сильного электрического поля, т. е. явлением, на которое указывал еще Фарадей, не предполагая, что для этого необходимы столь значительные напряженности поля. [c.72]

Образование ионных пар в растворах проявляется в отклонении от линейности экспериментальной зависимости Я от с /г, соответствуюш ей закону Кольрауша и теории Дебая — Онзагера для полностью диссоциированных электролитов. Такое отклонение от линейности и наличие минимума на кривой зависимости Я от с г получпло название аномальной электропроводности и впервые было установлено в 1890 г. И. А. Каблуковым при изучении растворов хлорида водорода в амиловом спирте. [c.179]

Величина диэлектрической проницаемости рассматривается как переменная функция напряженности электрического поля согласно теориям Дебая — Хюккеля, Онзагера и др. Микулин считает, что сопоставление теоретических термодинамических функций с экснериментальными величинами допустимо лишь для водных растворов таких электролитов, ионы которых не образуют жидких гидратов определенного состава. Б качестве такого электролита Микулин выбрал АгКОд и получил для этой солп в соответствии с развитой им теорией линейную зависимость изобарного потенциала от концентрации (е). Пример, выбранный Микулиным для подтверждения теории, не совсем удачный, так как AgNOз является слабой солью, диссоциация которой подчиняется закону действия мас чем п объясняется линейная зависимость между термодинамическими функциями ж Vс. В дальнейших работах Микулин учитывает влияние гидратации ионов на зависимость термодинамических функций от концентраций. [c.86]

На основании своей теории Дебай и Гюккель [10] внесли также существенный вклад в теорию электропроводности электролитов. Несколько позже, развивая общую теорию движения ионов, Онзагер [11] вывел предельный закон для электропроводности электролитов. Впоследствии теория электропроводности Онзагера была расширена Дебаем и Фалькенгагеном [12], которые учли влияние высокой частоты переменного тока на электропроводность и диэлектрическую постоянную. Предельный закон для вйзкости растворов электролитов вывел Фалькенгаген [13], а общие законы диффузии электролитов были изучены Онзагером и Фуоссом [14]. Далее, Иоос и Блю-ментрит [15] исследовали с теоретической точки зрения эффект Вина, т. е. влияние сильных электрических полей на свойства растворов электролитов. Позднее Вильсон [16] дал полное решение этого вопроса для случая электролитов, диссоциирующих на два иона. Очень интересная теория влияния сильных полей на ионизацию слабых электролитов была развита Онзагером [17]. [c.34]

Продолжительный период охватывает увлечение теорией Дебая и Хюккеля [6] и ее дальнейшим развитием. Учет только дально-действующих кулоновских сил, описание свойств растворителя только его макроскопической диэлектрической проницаемостью и характеристика ионов только с помощью их валентности и заряда — все это, казалось бы, заранее обрекало теорию на узость ее приложимости в зоне предельных разбавлений. Тем не менее тысячи экспериментальных работ были посвящены только проверке даже первого приближения этой теории и установлению отклонений от нее. Несомненно, в более усовершенствованном виде, с дополнениями Сендведа, Ла-Мера, Бренстеда, Фалькенгагена, Харнеда, Онзагера и других [7] предельный закон Дебая — Хюккеля сохраняет свое значение для целей экстраполяции ряда функций к бесконечному разведению и для констатации отклонений от него с последующими попытками их интерпретации. Однако период более чем двух десятилетий, в течение которого по выражению Девиса ... было нефешенебельно изучать электролиты, отклоняющиеся от идеального нове-дення по Дебаю — Онзагеру , 18] безусловно был, особенно за рубежом, периодом некоторого застоя в развитии общей теории растворов. [c.9]

В статистико-механической теории растворов электролитов обычно используется модель раствора, в которой явному рассмотрению подлежит лишь подсистема, состояш,ая из ионов растворенного веш,ества, а наличие растворителя учитывается путем введения макроскопической диэлектрической постоянной в закон взаимодействия ионов друг с другом. Даже в такой упрощенной постановке проблема остается весьма сложной. До недавнего времени основой теории растворов электролитов служил метод Дебая— Гюккеля [1—6]. Критическому анализу допущений, лежащих в основе этого метода, были посвящены работы Фаулера [7], Онзагера [8] и Кирквуда [9]. Из этих работ следует, что принцип суперпозиции, с которым связано уравнение Пуассона—Больцмана для среднего потенциала, выполняется только для линейной теории Дебая—Гюккеля. Попытки более точного решения основного уравнения приводят к несамосогласованным результатам [10]. [c.5]

Особое место среди теорий с самосогласованным полем занимает теория, развитая Мирцхулава [27, 28]. Дебаевская аппроксимация может быть формально истолкована как предположение о том, что одновременно взаимодействуют только дваиона по закону, определенному потенциал ом Дебая—Гюккеля. В связи с этим толкованием производится учет многократных взаимодействий путем обобщения методаДебая—Фалькенхагена—Онзагера [29]. В результате получается новая функция распределения пары ионов [c.6]

После установления основного предельного закона в теории сильных электролитов задачей научного исследования в этой области является изучение законов, справедливых при более высоких концентрациях. Фалькенхагеном и сотрудниками, Келбгом, Шмудцером, Лейстом, Меллером и Ульбрихтом был опубликован ряд статей по этой проблеме. Наибольший интерес для нас представляет отклонение молярной проводимости относительно предельной прямой Онзагера. Это отклонение обнаруживается тем сильнее, чем меньше значение проводимости (рис. 1, 2, 3). [c.24]

Символ Л (или Л°) обозначает максимальное теоретическое значение, к которому приближается мольная электропроводность раствора электролита, неограниченно разбавленного инертным растворителем. В начале нашего столетия Кольрауш установил, что мольная электропроводность солей в сильно разбавленных водных растворах линейно зависит от квадратного корня из концентрации. Этот закон, известный под названием закона квадратного корня Кольрауша , противоречил теории электролитической диссоциации Аррениуса (см.) однако со временем он был обоснован теорией межионного взаимодействия Дебая—Хюккеля—Онзагера, согласно которой межион-ное взаимодействие пропорционально [c.268]

На основе теории Онзагера для коэффициентов проводимости Lij и трения Rij в работе [766] было показано, что член, учитывающий образование ионных пар в предельном законе, естественно следует из электростатического взаимодействия, и вводить дополнительный параметр для объяснения подвижности ионных пар не требуется. Уравнение, полученное из этой теории, содержащее члены lg , с и хорошо подтверждается опытными данными. [c.238]

BiH HMO TH от Ус приближается к теоретически вычисленному хотя бы по величине наклона. Удовлетворительного объяснения причин такого большого расхождения до сих пор нет. Теория сильных электролитов, на которой основан закон Онзагера, рассматривает ионы как точечные заряды, и это, конечно, сказывается на корректности и проявляется в этом рас- [c.285]

Уравнение проводимости Фуоса—Онзагера. В предыдущем разделе цоказано, что проблема переноса электричества сильными электролитами включает несколько типов взаимодействия. Даже предельный закон Онзагера для самых разбавленных растворов выведен приближенными расчетами на основе значительно упрощенной модели. С 1950 г. иред-иринимались попытки разработать теорию проводимости более концентрированных растворов путем описания по возможности всех важных взаимодействий. [c.363]

Проводимость ряда концентрированных растворов довольно хорошо выражается законом корня кубического [уравнение (4.1.23)]. По данным Уишоу и Стокса [128а], соотношение (4.2.57) теории Дебая—Хюккеля—Онзагера также удовлетворительно описывает зависимость проводимости концентрированных растворов 1 1-электролитов от концентрации, если учтено изменение вязкости т] растворов по сравнению с вязкостью чистой воды. Объединив постоянные факторы в виде коэффициента В, получим выражение для эквивалентной проводимости раствора с концентрацией с [c.380]

Температурную зависимость релаксационного и электрофоретического эффектов в разбавленных растворах сильных электролитов можно описать на основе теории Дебая—Хюккеля—Онзагера электростатического взаимодействия ионов. Температура влияет на факторы, определяющие свойства ионной сферы, и поэтому указанные эффекты при варьировании температуры заметно изменяются. Так, для водных pa TBopoiB K l, согласно предельному закону, [c.395]

В области умеренных концентраций для многих электролитов оправдывается закон кубического корня. Этот закон не вытекает из теории Онзагера, но легко выводится, как следствие теории Гхоша. [c.116]

Закон кубического корня, применимый в области умеренных концентраций, не вытекает из теории Онзагера, но его можно получить как следствие теории Гхоша. [c.112]

Формула Онзагера согласуется с опытными данными в той области концентраций, где приложим закон квадратного корня. При увеличении концентрации сходимость с опытом ухудшается. Уравнение Онзагера следует рассматривать как эквивалент первого приближения теории Дебая и Гюккеля применительно к явлениям электропроводности. Оно дает поэтому лишь предельное ее значение при донцентрации электролита, приближающейся к нулю, т. е. касательную к кривой зависимости электропроводности от концентрации. Подобно тому как это было сделано во втором приближении теории Дебая и Гюккеля при рассмотрении равновесия в растворах электролитов, можно было бы попытаться учесть влияние конечных размеров ионов и ввести параметр а в уравнения для электропроводности. Так, Пите (1953), следуя Л а Меру, учел не только размеры ионов, но и дополнительные члены разложения в ряд показательной функции (см. стр." 55), а Робинсон и Стокс (1955) — изменение вязкости раствора с концентрацией.. [c.125]

Наиболее полно разработана теория водных растворов электролитов, основанная на теории межионного взаимодействия Дебая — Хюккеля — Онзагера — Фуосса — Фалькенха-)гена 119, 20]. Однако, за исключением предельного закона Дебая— Хюккеля, уравнения теории растворов сильных электролитов, описывающие концентрационные зависимости коэффициентов активности, содержат эмпирические (экспериментально не определяемые, а подбираемые) параметры. В настоящее время наиболее известно уравнение Робинсона и Стокса [20], которое имеет вид (в молальной шкале концентраций) [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология