Сила взаимодействия ионов трения

В то же время температурную зависимость чисел переноса нельзя объяснить на основе учета лишь сил взаимодействия ионов между собой здесь следует принимать во внимание также сольватацию ионов. Только в этом случае становится понятным наблюдаемое в ряду аналогичных соединений увеличение подвижностей и чисел переноса катиона с ростом его радиуса, поскольку сольватация проходит тем интенсивнее, чем меньше размеры иона. В результате сольватации эффективные размеры движущихся частиц малого радиуса оказываются увеличенными в большей степени и скорость их движения замедляется. Стремление чисел переноса при увеличении температуры к предельному значению, равному половине, следует связать с прогрессирующим процессом дегидратации и с выравниванием эф ктивных размеров ионов. Совпадение температурных коэффициентов электропроводности и вязкости воды также можно легко понять, если учесть, что ионы в растворе гидратированы, и следовательно, при их движении появляется трение между гидратными оболочками. Поскольку вместе с ионами перемещается вода, то величины чисел переноса (найденные, например, по изменениям концентрации электролита вблизи электродов, т. е. по методу Гитторфа) не отвечают их истинным значениям. [c.119]

Вязкость жидкостей, или внутреннее трение, характеризуется силой, которую необходимо приложить, чтобы сдвинуть один слой жидкости относительно другого. Вязкость тесно связана со структурой жидкости и определяется силами взаимодействия ионов, атомов, молекул. [c.65]

Электропроводность растворов сильных электролитов. Теория сильных электролитов Дебая и Гюккеля исходит из положения, что между ионами существуют силы взаимодействия. Вблизи каждого иона данного знака будет находиться большее число ионов с обратным знаком. Такое распределение ионов называется ионной атмосферой, которая создает на месте данного иона потенциал, противоположный ему по знаку. При наложении внешнего поля ионная атмосфера вокруг иона вызывает появление двух эффектов, тормозящих движение иона в растворе релаксационный эффект, обусловленный нарушением симметрии расположения ионной атмосферы вокруг центрального иона, и электрофоретический эффект, обусловленный движением иона против потока сольватированных ионов противоположного знака. Кроме этих двух сил, тормозящих движение иона в растворе, существует и сила трення, зависящая от вязкости среды, в которой движется нон. [c.272]

Сила взаимодействия между ионом и запаздывающей за его движением ионной атмосферой А , вызывающая возникновение добавочного трения, называется релаксационной силой. Оба тормозящих эффекта действуют в направлении уменьшения электрической проводимости пропорционально у , что коррелирует с законом Кольрауша (Х1У.41). [c.404]

Согласно теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля, каждый ион полностью диссоциированного электролита окружен ионами, создающими поле противоположного знака. Такое распределение ионов в пространстве называется ионной атмосферой. При наложении внешнего поля центральный ион и ионная атмосфера, как обладающие зарядами, одинаковыми по величине, но обратными по знаку, движутся в противоположные направления. Силы меж-ионного взаимодействия вызывают торможения, растущие с увеличением концентрации, и, следовательно, уменьшающие эквивалентную электрическую проводимость. Движение ионной атмосферы в сторону, противоположную центральному иону, вызывает электрофоретическое торможение, обусловленное движением сольватированного иона против потока сольватированных ионов ионной атмосферы. Второй эффект торможения обусловлен нарушением симметрии расположения ионной атмосферы вокруг центрального иона при его движении под действием поля. Движение приводит к разрушению ионной атмосферы позади иона и образование ее на новом месте. Для этого требуется время релаксации, и потому позади движущегося иона всегда находится некоторый избыток заряда противоположного знака, тормозящего его движение. Это торможение называют релаксационным. На скорость движения иона в растворе влияет вязкость среды, создавая дополнительный эффект трения, который учитывается уравнением Стокса /т = 6ят]гу, где /т — спла трения т) — вязкость растворителя г — радиус иона V — скорость движения иона. [c.272]

Несмотря на полную диссоциацию сильных электролитов, их электропроводность с ростом концентрации раствора уменьшается. При теоретическом обосновании этого явления Дебай, Хюккель и Онзагер исходили из того, что при наложении внешнего электрического поля, помимо поступательного движения ионов к электродам, осложняемого их тепловым движением, необходимо учитывать силы трения сольватированных ионов о растворитель, а также тормозящий эффект, возникающий вследствие электростатического взаимодействия ионов. [c.112]

Фиксация красителя волокном. Фиксация является последней стадией процесса крашения и осуществляется за счет тех или иных связей. Предполагается, что краситель удерживается на волокне как физическими, так и химическими силами взаимодействия. Доля участия этих сил различна для разных волокон и классов красителей, В зависимости от сил, фиксирующих краситель на волокне, в широких пределах зависит прочность окрасок к действию света, мокрых обработок, к трению и т, д. Все виды связей, возникающих между молекулами или ионами красителя и волокном, условно можно разделить на следующие [c.268]

Под действием силы эти ионы движутся к катоду. В результате взаимодействия с растворителем они увлекают с собой его ближайшие молекулы, которые вследствие вязкости передают это движение более отдаленным слоям растворителя, наконец, вся жидкость в капилляре начинает двигаться. Течению противодействует сила внутреннего трения в жидкости. Сначала она мала, и скорость течения возрастает. С увеличением скорости сила трения возрастает до тех пор, пока не сравняется с движущей силой /). Так как две силы имеют противоположное направление, результирующая сила равна нулю, и жидкость продолжает двигаться с постоянной скоростью и. [c.81]

Если считать это уравнение применимым к нашему случаю, то нужно допустить, что ионы можно представить себе в виде шаров, двигающихся в непрерывной вязкой среде, т. е. что можно пренебречь размерами молекул растворителя по сравнению с размерами ионов, что вязкость структурированных слоев растворителя вокруг ионов, которые собственно и оказывают сопротивление движению последних, такая же, как и вязкость (коэффициент внутреннего трения) чистого растворителя, и что, наконец, силами взаимодействия между ионами можно пренебречь. Кроме того, уравнение будет оправдываться только при независимости г от указанных выше факторов. [c.111]

Скорость движения катионов к катоду и анионов к аноду зависит от соотношения между движущей силой электрического поля, действующей на заряженные ионы, и замедляющими движение силами взаимодействия между молекулами и окружающей средой, в основном силами трения и электростатическими силами. Подлежащий электрофоретическому разделению материал растворяют или суспендируют в буфере чтобы обеспечить проведение электрического тока, этим же буфером насыщают и носитель (разд. 4.3.3). В растворе между электродами ток обусловлен ионами буфера и образца, а в остальной части цепи — электронами. Ток в цепи поддерживается за счет электролиза, происходящего на электродах, каждый из которых погружен в большую буферную камеру. В процессе электролиза на катоде образуются ионы гидроксила и молекулярный водород, а на аноде — молекулярный кислород и ионы водорода [c.114]

Снижение эквивалентной электропроводности электролита при увеличении концентрации можно представить себе наглядно. Пусть при движении центрального иона в электрическом поле ионная атмосфера возникает перед ним и исчезает позади него. Появление ионной атмосферы происходит с некоторой задержкой времени (релаксацией). Время релаксации обратно пропорционально концентрации и заряду ионов, а также электропроводности. В результате движения иона равнодействующая всех зарядов ионной атмосферы смещается назад по движению ионов, иначе говоря, ионная атмосфера деформируется, становится асимметричной и поэтому тормозит движение центрального иона из-за электростатического взаимодействия (эффект релаксации). Кроме эффекта релаксации возникает также электрофоретическая сила. Она создается вследствие того, что ионная атмосфера состоит преимущественно из ионов противоположного знака и при движении в направлении, противоположном центральному иону, увлекает за собой молекулы растворителя в результате возникают как бы дополнительные силы трения. Обе эти силы обратно пропорциональны радиусу [c.332]

Сходный процесс в рамках приближённой модели взаимодействия ионов с торцами, когда эффективная азимутальная сила трения, действующая на ион, пропорциональна корню квадратному из массы иона, был рассмотрен в [41, 42]. В случае слабой ионизации среды величина коэффициента обогащения может быть определена на основе соотношения [c.336]

Теория Дебая и Ойзагера. В теории Дебая и Хюккеля при рассмотрении движения ионов в растворах электролитов не учитывалось, что прямолинейность поступательных движений ионов нарушается их тепловым движением. Учитывая это обстоятельство, Онзагер развил более полную теорию. При подходе к количественной теории необходимо дать четкое представление о модели, лежащей в ее основе. Очевидно, при с О взаимодействием между ионами можно пренебречь п считать движение каждого из них независимым. При конечных концентрациях каждый ион окружен ионной атмосферой противоположного знака. Это приводит к возникновению сил, тормозящих движение ионов. При наложении поля ионная атмосфера стремится двигаться в направлении, противоположном направлению движения иона. Это эквивалентно появлению добавочного трения, которое получило название ка-тафоретического эффекта или добавочной катафоретической силы трения Л. Кроме того, следует иметь в виду, что ионная атмосфера образуется не мгновенно, а в течение некоторого времени 0, называемого временем релаксации. При движении иона в электрическом по.ле в каждом новом его положении ионная атмосфера должна образовываться заново, а когда ион передвинется в следующую позицию, то оставляет за собой частично сформировавшуюся ионную атмосферу противоположного знака, которая также тормозит движение иона. [c.404]

Тогда на 1 моль заряженных частиц сорта i будет действовать постоянная сила, направленная вдоль х и равная /= = z F grad ф. Приложенная сила должна вызвать ускоренное движение ионов. Вследствие этого движения возникают тормозящие силы — трение, электростатическое взаимодействие движущихся зарядов, —значение которых пропорционально скорости движущихся частиц. Пропорциональность между силами торможения и скоростью является решающим условием, приводящим к тому, что закон Ома, как закон эмпирический, справедлив для любого проводника 2-го рода, за исключением крайне высоких напряженностей электрического поля. В результате действия электростатической силы внешнего поля и тормозящих сил возникает движение носителей заряда с постоянной относительной скоростью, пропорциональной напряженности [c.447]

Электростатические силы проявляются при взаимодействии носителей зарядов. Частицы загрязнителей и элементы пористой среды обычно имеют небольшое число зарядов, приобретенных естественным путем (при диспергации компактных объектов, трении движущихся частиц, адсорбции газовых ионов), но сила их взаимодействия невелика. Необходимость учета электростатического взаимодействия возникает только при искус-ственной зарядке фильтрующего материала и частиц. [c.246]

Принцип действия. Присадки смазочного типа образуют на поверхности трущихся деталей прочные Ш1ен-ки, способные снижать силу трения, уменьшать износ и предотвращать задир. Механизм взаимодействия присадок с фрикционными поверхностями зависит в общем случае от режима трения и химической природы присадок. При гидродинамическом (жидкостном) режиме трения присадка удерживается на 1юверхности металла хемосорбционными силами. В более жестком смешанном или граничном режиме трения вследствие повышения температуры равновесие адсорбционного процесса смещается в сторону десорбции. Вместе с тем в этих условиях иолучают развитие трибохимические реакции, в результате которых становится возможным окислительно-восстановительное взаимодействие металла присадки с поверхностью трения и выделение на поверхности свободного металла присадки. Одновременно органическая часть молекулы присадки в зоне контакта микронеровностей подвергается термической, термоокислительной и механо-химической деструкции, вследствие чего возникают нестабильные молекулы и активные частицы (радикалы, ионы, ион-радикалы). Взаимодействие активных частиц с окружающими молекулами и металлическими поверхностями приводит к формированию на поверхности трения тончайших ме-таллорганических полимерных пленок, химически связанных с поверхностью. [c.962]

Интересно отметить, что при высоком контактном напряжении электролиты также могут регулировать силу контактного взаимодействия [31]. Так, при контактном напряжении порядка 200 кПмм коэффициент стати-"ческого трения кварца на воздухе равен 0,62, в воде — 0,61, в растворе Li l и Ga la (1 мг-экв л) — 0,44 и 0,41 у рубина соответственно 0,20, 0,19 и 0,11 и 0,10 (измерения в четырехшариковом трибометре по методике работы [34]). Однако незначительное влияние валентности ионов свидетельствует, что здесь действует специфи- [c.126]

Если ион в воде находится в покое, то диполи поворачиваются к ионам противоположно заряженными полюсами. Если ионы приходят в движение, то молекулы воды должны за ни у1и следовать и двигаться вокруг них. Однако благодаря внутреннему трению ось диполя всегда несколько отстает от направления электрического поля в данный. момент, что проявляется двояким образом. Во-первых, благодаря негомогенности поля возникает сила, тор.мозящая движение ионов, а, во-вторых, у молекул воды возникает момент вращения, который также поглощает энергию движения ионов. Таким образом, движение ионов замедляется, и уравнение Стокса позволяет вычислить не действительные радиусы и объемы молекул, а кажущиеся и выралсениые большими величинами, чем это соответствует их геометрическим формам. Такое электродинамическое взаимодействие воды и ионов мало сказывается у больших ионов, но проявляется особенно резко в случае малого геометрического объема ионов, так как чем меньше ион, тем большей величины достигает электрическое поле ионного заряда в непосредственной близости от поверхности иона. Сгущение диполей воды около ионов, в свою очередь вызывает задержку движения ионов. Для определения ионных размеров Борн полагает возможным пользоваться уравнением Стокса. Однако, получаемая при этом величина радиуса считается кажущейся, а сам радиус Гх тоже называется кажущимся. Кажущийся радиус может быть связан с величиной действительного геометрического радиуса г следующим уравнением [c.160]

Вероятно, некоторое количество растворителя может быть тесно связано с макромолекулой. Например, белковые молекулы обладают ионными и полярными группами, которые в полярных растворителях обычно ассоциированы с одной или несколькими молекулами растворителя. Кроме этой специфической сольватации часть растворителя, вероятно, входит в макромолекулу при гидродинамических экспериментах, ибо всякое пространство, которое, например, находится внутри такой молекулы (в частности, полая сердцевина в вирусе табачной мозаики см. рис. 24) или все ее острые впадины на поверхности будут соответственно содержать растворитель, и если даже никакого специфического взаимодействия (отличного от слабых ван-дер-ваальсовых сил) не существует между этим растворителем и макромолекулой, то такой пойманный в ловушку растворитель будет двигаться с той же скоростью, что и примыкающее высокомолекулярное вещество, так как силы трения будут препятствовать большой величине (1и1йх. [c.389]

Ионные кристаллы состоят из положительных и отрицательных ионов, которые регулярно чередуются в узлах решетки и связаны между собой силами электростатического (кулоновского) взаимодействия. Валентные электроны металла в этом случае полностью передаются более электроотрицательному атому. Ионные кристаллы, как и кристаллы металлов, имеют плотную упаковку. Если такой кристалл построен из ионов разной величины, то ионы с меньшим радиусом располагаются в промежутках между плотно упакованными ионами с большим радиусом. Такую решетку имеют, например, кристаллы Na l, K l, КВг. Силы связи в ионных кристаллах достаточно велики и имеют вполне определенную пространственную ориентацию. Поэтому такие кристаллы характеризуются высокой прочностью, хрупкостью и низкой электропроводностью. Ионные кристаллы галогенидов, сульфидов, сульфатов, фосфатов металлов в ряде случаев образуются на поверхностях трения при использовании смазочных сред, содержащих элементы с высокой степенью электроотрицательности, например, хлор, серу, фосфор и др. В частности, такую структуру имеют PbS, AgF, Agi, HgBr2, нашедшие применение в качестве твердых смазок [75, 83]. [c.57]

Согласно теории Е. М. Лифшица, взаимодействие твердых тел, разделенных узким зазором, осуществляется через излучаемые ими флуктуационные электромагнитные поля [28—32]. Силовое поле металла распространяется на расстояние до I мкм, причем степень его влияния возрастает с уменьшением расстояния. Исходя из энергетических взаимодействий (см. рис. 1), можно утверждать, что энергетическое состояние металла-Г ( 7) и металла-2 ( е), а также энергия взаимодействия между этими металлами ( 7) должны непосредственно влиять на энергетическую характеристи-жу адсорбционной ( 9) и хемосорбционной (Eg) фаз и энергию их взаимодействия с металлом ( 4, 5). Энергетические взаимодействия определяются при этом двумя категориями сил ближнего действия — притяжения и отталкивания на молекулярном уровне и дальнего действия—взаимодействием твердых фаз через смазочный слой [28, 112, 113]. На основе энергетических и коллоидных представлений разработана теория избирательного переноса, послужившая основой при подборе материалов для многих пар трения и при разработке так называемых металлоплакирующих смазок [29—32, 114]. Показано, что в процессе переноса металлов, например меди, на поверхность стали важную роль играют маслорастворимые ПАВ, содержащиеся в смазочном материале. Эти ПАВ способствуют диспергированию металла с поверхности. При этом возможно образование заряженных мицелл, содержащих в ядре ионы металла [33]. [c.100]

Влияние концентрации электролита на электропроводность. Эквивалентная электропроводность раствора электролита зависит от концентрации чем выше концентрация, тем ниже электропроводность. Уменьшение эквивалентной электропроводности объясняется межионными взаимодействиями, приводящими к торможению движения ионов. Согласно теории Дебая и Хюккеля, каждый ион в растворе окружен ионной атмосферой, несущей заряд, равный заряду центрального иона, но противоположный по знаку. Под действием электрического поля ион и его ионная атмосфера движутся в противоположных направлениях. При этом возникает дополнительная сила трения, вызывающая уменьшение скорости движения ионов. Этот эффект называют катафоре-тическим. [c.94]

При поляризации поверхности раздела омическое сопротивление неоднородности препятствует свободному установлению заряда. Чем больше это сопротивление, тем меньше /макс- После перехода этой области частот диэлектрическая постоянная обусло1 ливается лишь ориентационной и электронной поляризациями. Ориентаи ионная поляризация связана с установлением диполей в направлении поля. Так как полярные молекулы взаимодействуют со своим окружением, при ориентации необходимо преодолеть некоторую силу. Это влияние называют внутренним трением, так как оно тесно связано с вязкостью т вещества. [c.631]