Электронная проводимость в растворах

Наличие электронной проводимости у металла и ионной проводимости у раствора электролита позволяет анодным и катодным процессам протекать раздельно на различных участках поверхности металла. [c.18]

Допустим, что приобретение электродом соответствующего значения потенциала связано с электрохимическим процессом, происходящим при погружении, например, индифферентного электрода из благородного металла в раствор, содержащий какую-нибудь окислительно-восстановительную (редокс) систему (пару) На поверхности такого металла, обладающего электронной проводимостью, но не способного в данных условиях к окислению или восстановлению, с большей или меньшей скоростью происходит обмен электронами с окисленным (Ох) и восстановленным (Red) компонентами данной редокс системы Ох + пе = [c.20]

В зависимости от природы переносчиков электрических зарядов проводники электрического тока подразделяются на проводники первого рода и проводники второго рода. К первым относятся материалы, обладающие электронной проводимостью. Таковы металлы, графит, плазма и полупроводники. К проводникам второго рода относятся материалы, обладающие ионной проводимостью. Таковы расплавы и растворы электролитов. [c.259]

В растворах электролитов перенос электричества осуществляется за счет перемещения ионов. Анионы в электрическом ноле движутся к положительно заряженному электроду — аноду, катионы— к отрицательному электроду — катоду. Скорость движения ионов в растворах но сравнению со скоростями движения электронов в металлах мала, поэтому электрическая проводимость, например, меди и серебра примерно в 1 000 000 раз больше проводимости растворов. [c.120]

Различают проводники первого и второго рода. В проводниках первого рода перенос заряда осуществляется либо при помощи электронов, либо при помощи электронов и дырок. В проводниках второго рода электрическая проводимость обусловливается положительными и отрицательными иона-м и. Металлы и полупроводники являются проводниками первого рода, а водные растворы солей, кислот, щелочей, солевые расплавы, кристаллы солей — проводники второго рода. В солевых расплавах и кристаллах солей существенную роль играет также электронная проводимость. [c.361]

По величинам электропроводности растворы электролитов занимают промежуточное положение между веществами с электронной проводимостью (металлы, уголь) и диэлектриками (кварц, парафин). [c.181]

Работы по созданию топливных элементов дали толчок развитию двух теоретических направлений современной электрохимии теории пористых электродов и электрокатализу. Пористый электрод представляет собой совокупность контактирующих друг с другом твердых частиц с электронной проводимостью и пустот между частицами (пор). Применение пористых электродов позволяет сосредоточить в небольшом объеме сравнительно большую поверхность для протекания электродных реакций. При подаче газообразных окислителя или восстановителя электрохимические процессы протекают на таких участках пористых электродов, которые доступны как для реагирующего вещества, так и для раствора. Эффективность работы газового пористого электрода зависит, таким образом, от распределения электролита и газа в порах. Теория пористого электрода описывает кинетику процессов в пористых средах с учетом транспортных и непосредственно электрохимических или химических стадий для выбора оптимальной структуры электрода. [c.220]

Образующиеся на аноде пленки могут обладать высокой электронной проводимостью. В этом случае на границе пленка — раствор при соответствующем значении потенциала происходит окисление ионов гидроксида или воды до кислорода, окисление ионов хлора и др. [c.368]

Если электронная проводимость пленок невелика, то протекание электрохимического процесса становится возможным практически только за счет продвижения ионов через пленку, а именно ионов металла к границе пленка — раствор или анионов к границе пленка — металл. В обоих случаях будет наблюдаться рост пленки частично при этом может происходить и разряд ионов ОН (или воды). [c.368]

Величина изомерного сдвига в сплавах, особенно в твердых растворах на основе чистых металлов, в отличие от химических и интерметаллических соединений, в основном связана с изменением плотности электронов проводимости, причем б для данной фазы незначительно меняется с изменением концентрации с растворенного компонента. На рис. XI.2 представлена зависимость изомерного сдвига от концентрации олова для системы 1п—8п, где [c.201]

Ионные проводники — это растворы и расплавы электролитов, проводимость в них осуществляется перемещением положительных и отрицательных ионов. Характерной особенностью их является то, что в месте подвода тока посредством металлического контакта (проводника с электронной проводимостью) меняется механизм передачи тока, ионы разряжаются, а нейтральные частицы приобретают заряд и таким образом происходят различные химические превращения. [c.179]

Если приложить постоянное электрическое поле к раствору электролита, то положительно заряженные ионы — катионы — начинают перемещаться в направлении отрицательно заряженного катода, а отрицательно заряженные ионы — анионы —в сторону положительно заряженного анода. Возникает перенос ионов — электрофорез. Одновременно возникает направленный перенос электрического заряда, т. е. электрический ток. Поэтому растворы электролитов являются проводниками электрического тока. В отличие от металлов, у которых проводимость обусловлена перемещением электронов, в растворах электролитов переносчиками электрического заряда являются ионы. [c.326]

С использованием потенциальных (характеристических) кривых М. М. Дубинин разрешил проблему прогнозирования свойств микропористых сорбентов. При каталитических процессах, взаимодействии дисперсных материалов с полимерами и во многих других практически важных системах доля активной поверхности обычно составляет незначительную часть общей поверхности твердого вещества (часто менее 17о). В этих случаях для прогнозирования свойств твердых веществ необходимо относить адсорбционные характеристики к соответствующей доле активной поверхности, т. е. производить измерения при крайне низких давлениях или концентрациях адсорбтивов. Измерения упрощаются, если для исследования адсорбции компонентов окислительно-восстановительных систем использовать потенциометрию. При этом обязательным условием является химическая и электрохимическая обратимость процессов. Если твердое вещество обладает достаточной электронной проводимостью, то из него можно изготовить, например, прессованием, электрод и применить его как индикаторный при изучении адсорбционных характеристик. Более универсальна методика, основанная на применении индифферентного электрода в растворе солей железа (III) и (II), с помощью которой могут быть исследованы любые дисперсные и пористые материалы. [c.204]

Электрохимическая система состоит из двух электродов и ионного проводника между ними. Электроды замыкаются металлическим проводником. Ионным проводником (проводником 2-го рода) служат растворы или расплавы электролитов, а также твердые электролиты. Электродами называются проводники, имеющие электронную проводимость (проводники 1-го рода) и находящиеся в контакте с ионным проводником. Для обеспечения работы системы электроды соединяются друг с другом металлическим проводником, называемым внешней цепью электрохимической системы. [c.183]

Электропроводность растворов электролитов. Различают две основные формы проводимости электричества в проводниках электронную и ионную. Электронной проводимостью обладают металлы, ионной — расплавы и растворы электролитов. В растворах электролитов перенос электричества осуществляется за счет перемещения ионов. Количественной характеристикой способности растворов переносить электрический ток является электропроводность. Электропроводность есть величина, обратная сопротивлению в свою очередь сопротивление Я зависит от длины проводника /, площади поперечного сечения х и удельного сопротивления р [c.222]

Растворы электролитов являются проводниками второго рода в отличие от металлов (проводники первого рода), электронная проводимость которых обусловлена переносом электронов. [c.87]

В примесном полупроводнике л-типа атом примеси (донор) D ионизуется по реакции D = D+ + е , где е — электрон проводимости. Считая кристалл с примесями D и идеальным разбавленным раствором, а электроны проводимости -идеальным газом, выведите уравнение для равновесной плотности электронов проводимости. [c.31]

Исследования электрической проводимости растворов, а также изучение спектров ЭПР показало, что в системах типа ионы — растворитель наряду со свободными ионами существуют и ионные пары , которые движутся как одно целое и не дают вклада в проводимость. Представление о ионных парах в 1924 г. были выдвинуты В. К. Семеновым и в 1926 г. Бренстедом. Одно из первых наблюдений, подтвердивших теорию ионных пар, было сделано Крауссом, обнаружившим, что хлорид натрия в жидком аммиаке сравнительно слабо проводит ток. Бьеррум указал, что, увеличивая расстояние между ионами, можно определить некоторое критическое его значение, такое, что ионы, удаленные на расстояние, большее критического, почти свободны, а ионы, находящиеся друг от друга на меньшем расстоянии, связаны. В настоящее время ионные пары рассматривают как частицы, обладающие совокупностью индивидуальных физико-химических свойств, находящиеся в термодинамическом равновесии со свободными ионами. Энергия связи в ионных парах в основном электростатическая, хотя дипольные и дисперсионные силы также вносят некоторый вклад в энергию взаимодействия. Несомненно и то, что свободные ионы в общем случае нарушают структуру растворителя, в результате чего достигается дополнительная стабилизация ионных пар. Если исходные молекулы растворяемого вещества содержат ковалентные связи А В, то образование ионной пары А+, В- может стимулироваться действием растворителя стабилизация пары достигается за счет энергии ее сольватации. Важную роль при этом играет способность молекул растворителя проявлять донорно-акцепторные свойства. Так, перенос электронного заряда на А, естественно, облегчает перенос а-электрона от А к В, что создает условия для гетеролитического разрыва связи А В и способствует возникновению ионной пары. Этот вопрос в более широком плане обсуждается в концепции, развитой В. Гутманом. [c.259]

Металлы образуют между собой растворы в жидком и твердом состоянии, так как в их строении много общего, например наличие электронов проводимости и особое состояние их атомов как в металлических кристаллах, так и в жидкости. [c.269]

Отношение к элементарным окислителям. Г и д р и д ы -металлов V группы — металлообразные соединения, обладающие электронной проводимостью и способные переходить в состояние сверхпроводимости. Гидриды ванадия, ниобия и тантала способны образовать растворы с твердыми и жидкими металлами, и это вызывает, как и у -металлов IV группы, отклонение от закона Сивертса и обусловливает большую растворимость водорода в этих металлах, уменьшающуюся при увеличении температуры. Гидриды ниобия более устойчивы, чем гидриды ванадия. Зависимость от температуры растворимости водорода в этих металлах приведена на рис. 174. [c.336]

Особое положение занимают, по Краусу ), растворы натрия и калия в жидком аммиаке. При низких концентрациях эти растворы недуг себя, как электролиты, например как раствор КС1 в жидком аммиаке. При более высоких концентрациях, однако, электропроводность чрезвычайно быстро возрастает, и в насыщенных растворах, в которых на 1 моль К или Na приходится 4,9 или соответственно 5,4 молей NHj, она достигает огромных значений для х при —33,5° были получены значения 4,57 или соответственно 5,05 10 , т. е. числа, порядок величины которых совпадает с удельной электропроводностью металлической ртути. Краус принимает здесь электронную электропроводность. В этом случае мы имели бы в таких растворах постепенный переход от чисто или преобладающе ионной проводимости к чисто или преобладающе электронной проводимости. Растворы соединений трехвалентного углерода в органических растворителях обна е) живают, повидимому, также неожиданно высокую проводимость. [c.123]

Окислительно-восстановительные электроды. Все электроды, которым соответствует потенциалопределяющие реакции с участием электронов, представляют собой окислительно-восстановительные системы. Однако принято в особую группу выделять электроды, в потенциалопределяющих реакциях которых не участвуют простые вещества — газы, металлы. Эти электроды называются окислительновосстановительными редокси-электроды). Они, как правило, состоят из инертного вещества с электронной проводимостью (например, платина), погруженного в раствор, содержащий вещества с различной степенью окисления Red и Ох. В общем виде схема электрода -и уравнение потенциалопределяющей реакции записываются так [c.483]

Гидриды, нитриды, карбиды. С водородом, азотом, углеродом, а также с бором и кремнием ванадий, ниобий и тантал образуют соединения интерметаллидного характера. Гидриды образуются при растворении водорода в ванадии, ниобии и тантале. Они обладают электронной проводимостью и способностью переходить при очеиь низких температурах в сверхпроводяп.1ее состояние. С металлами гидриды образуют твердые растворы. [c.278]

Углеродные гранулированные и волокнистые материалы наыши наиболее широкое использование как адсорбенты. Благодаря электронной проводимости и инертности углеродные материалы используются так же как электроды. Исходя из сочетания этих свойств, в лаборатории авторов на протяжении 25 лет разрабатываются теоретические и практические аспекты управления жидкофазнымн адсорбш<онными процессами посредством изменения межфазного скачка потенциала на границе раздела углерод - раствор, который реализуется от внешнего источника тока. В последние годы, в результате проведенных исследований в частности установлено [c.201]

Электролиты — это вещества, диссоциирующие в растворах на ионы. Последние под влиянием приложенного электрического поля движутся направленно и являются переносчиками зарядов. Электрическая проводимость растворов электролитов значительно вьине таковой чистого растворителя. Следовательно, электролиты — ионные проводники, в отличие от электронных проводников — металлов. Электролиты можно разделить на сильные и слабые. Первые— это те, у которых межчастичные связи преимущественно электростатические (кристаллы солей), а вторые — это вещества с преимущественно ковалентными связями (органические и некоторые минеральные кислоты и основания). Степень диссоциации электролита в растворе зависит от его природы, концентрации и от природы растворителя. Вещества, которые в растворителях с большой диэлектрической проницаемостью диссоциированы нацело или почти нацело, в растворителях с малой диэлектрической проницаемостью почти не диссоциируют. [c.182]

Чап1е всего одной из контактирующих фаз является металл, другой — раствор электролита. Механизм электрической проводимости в этих фазах неодинаков. Металл — проводник первого рода, носителями электричества в нем служат электроны. Электрическая проводимость раствора электролита обеспечивается движением ионов.. Это проводник второго рода. [c.227]

Пористый электрод представляет собой совокупность твердых частиц с электронной проводимостью, находящихся между соббй в электрическом контакте, и пустот между частицами (пор). Если на электроде протекают реакции с участием газообразных веществ, то такие электроды называются газовыми. Газовые пористые электроды являются сложными трехфазными системами. Электрохимические реакции происходят на таких участках газовых электродов, которые доступны как для реагирующего вещества, так и для раствора. Поэтому эффективность работы газового электрода во многом зависит от правильного распределения газа и электролита в порах. [c.237]

Материалы для приготовления электродов. В электрохимии материалами электродов служат металлы, различные сплавы, оксиды, углеродистые материалы, карбиды, сульфиды, нитриды и другие вещества с электронной проводимостью. Наиболее часто используют в качестве электродов металлы, к которым, как и к растворам, предъявляются высокие требования в огиошении их чистоты. [c.35]

Карбанионы — отрицательно заряженные органические ионы, содержащие углерод с неподеленной парой электронов. Карбанион может иметь плоскую структуру (трифенилметилкарбанион) или форму трехгранной пирамиды. Карбанионы обнаруживают в растворе по спектрам и по электрической проводимости раствора. Они образуются из металл-органических соединений и при воздействии на молекулу сильных оснований. В растворе карбанионы могут находиться в виде отдельных сольватированных ионов и в виде тесных или неразделенных (катион и анион находятся рядом) и рыхлых или разделенных (между катионом и анионом находится одна или несколько молекул растворителя) ионных пар [c.143]

Рост пленок, обладаюш их низкой электронной проводимостью, но относительно хорошо растворяюш ихся в электролите, протека.ет при значительно более низких напряжениях. Примером такого процесса может слуншть оксидирование алюминия в серной, хромовой или щавелевой кислотах. При оксидировании на поверхности алюминия вначале образуется тонкая пассивная пленка AI2O3 — барьерный слой. Образовавшийся в начальный момент барьерный слой начинает растворяться на отдельных участках. В результате сплошная пленка превращается в пористую. Плотная часть пленки непрерывно [)астет, причем рост происходит с ее внутренней стороны. Под воздействием электролита пленка с наружной поверхности и отчасти в порах (с боковой их поверхности) непрерывно растворяется, что в итоге ограничивает ее рост в TOJUUHHy. [c.369]

Для сплавов, как указано, существенно новым обстоятельством является влияние на энергию раствора электронов проводимости. Эти вопросы будут рассмотрены в гл. XXIII в связи с теорией металлического состояния. [c.246]

Щелочноземельные металлы растворяютсв а жидком аммиаке, образуя растворы, опадающие металлической проводимостью. При испарении из них аммиака при низкой температуре выделяются кристаллические комплексы 3(NH])6l° с металлическим блеском (похожи на бронзу), обладающие электронной проводимостью. [c.330]

Некоторые элементарные вещества и среди них в первую очередь германий отличаются полупроводниковыми свойствами. Эти свойства обусловлены особым состоянием электронов в кристаллической решетке полупроводников. Германий по структуре кристаллов напоминает алмаз. Каждый атом германия связан с четырьмя другими ковалентными связями. Однако в отличие от алмаза в кристаллах германия валентные электроны закреплены непрочно и под влиянием нагревания или облучения могут, возбуждаясь, отрываться от связываемых ими атомов и свободными уходить в междуузлия решетки. Наличие таких свободных электронов в кристаллах германия сообщает ему некоторую электронную проводимость. При переходе электрона в свободное состояние у данного атома остается свободная орбиталь, так называемая д ы р к а . Эта дырка может заполниться при перескоке валентного электрона соседнего атома, в котором тогда возникает новая дырка. Если при наложении электрического поля свободные электроны будут передвигаться к положительному полюсу, то дырки будут передвигаться к отрицательному полюсу. Это передвижение дырок, равносильное передвижению положительных зарядов, сообщает кристаллам германия еще так называемую дырочную проводимость. В совершенно чистом германии в каждый данный момент число дырок равно числу свободных электронов. Это обусловливает равное значение электронной (п) и дырочной р) проводимости в общей электропроводности чистого германия, значение которой очень невелико. Однако соотношение между числами свободных электронов и дырок в кристалле германия можно изменить. Если в германий ввести даже очень незначительную примесь, например мышьяка, в атомах которого на наружном уровне находится пять электронов, то в кристаллической решетке твердого раствора замещения число свободных электронов окажется больше числа дырок и электронная проводимость в этом случае будет играть решающую роль. Наоборот, если ввести в германий примесь галлия, на наружном уровне атомов которого имеется только три электрона, то число дырок в кристаллической решетке раствора замещения станет превышать число свободных электронов и решающая роль будет уже принадлежать дырочной проводимости. Однако в случае образования с элементарным полупроводником твердого раствора внедрения примесь активного металла усиливает элек- [c.205]

Прохождение электрического тока через жидкие и твердые тела 5уеловливается направленным движением электронов или ионов или и тех и других одновременно под действием электрического поля. При переносе заряда ионами наблюдается электролиз. Высокую ионную проводимость, как известно, имеют водные растворы и расплавы электролитов. В твердых телах перенос заряда ионами сильно затруднен. Этот вопрос мы не будем рассматривать. В твердых телах с электронной проводимостью электролиза не наблюдается. Рассмотрим важнейшие группы твердых тел с электронной проводимостью. [c.231]

К числу металлов с низкой электронной проводимостью окислов принадлежат алюминий, титан, цирконий, тантал, известные своей способностью подвергаться оксидированию при высоких анодных потенциалах (см. 6 этой главы). Что касается растворения металла в пассивном состоянии, то оно существенно отличается от перехода в раствор ионов металла на активном участке поляризационной кривой. Это отличие прежде всего количественное. При сохранении постоянного потенциала анодной ток в пассивной области обнаруживает тенденцию к постепенному и очень медленно идущему уменьшению, снижаясь до крайне низких значений порядка Ь "а/см . Такой спад тока растягивается на длительные промежутки времени. Поэтому приводимые значения плотности тока в пассивном состоянии следует рассматривать как довольно условные величины, относящиеся к какой-либо определенной выдержке металла при заданном потенциале. Отличие процесса перехода в раствор ионов металла в пассивной области от активного растворения заключается в том, что такой переход протекает в три последовательные стадии. Одной из них является переход катионов металла в окисную пленку. Далее следует миграция ионов под действием электрического поля катионов — к раствору, а анионов кисло-юда или ионов гидроксила — к границе раздела окисел — металл. Наконец, последняя стадия представляег переход катионов из окисной пленки в раствор, т. е. самый процесс растворения пленки. Скорость каждой из трех этих стадий зависит от потенциала, и на этом основании процесс растворения металла в пассивном состоянии можно рассматривать как электрохимический. В противоположность этому в классической теории пассивности принимается, что ионы пассивного металла поступают в раствор в результате химического растворения материала пассивирующей окисной пленки в окружающем электролите. [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология