Электропроводность эффект дисперсии

Вскоре после открытия Вина Дебай и Фалькенгаген предсказали существование еще одного эффекта. Сущность его заключается в увеличении электропроводности растворов электролитов с частотой приложенного электрического поля. Этот эффект называется эффектом Дебая — Фалькенгагена или дисперсией электропроводности. Возможность его появления также обусловлена существованием ионной атмосферы. Действительно, при высоких частотах ионы в растворе не перемещаются, а лишь совершают колебательные движения в направлении, параллельном направлению поля. Центральный ион при этом не успевает выйти за пределы ионной атмосферы, которая также не успевает заметно разрушиться, а в каждый данный момент только колеблется в направлении, обратном движению центрального иона. В этом случае силы, связанные с разрушением и с созданием ионной атмосферы, т. е. релаксационные тормозящие силы, проявляются в меньшей степени и электропроводность раствора растет. При высоких частотах она достигает значения, которое отличается от электропроводности при бесконечном разведении на величину Яь поскольку релаксационный эффект исчезнет Яп = 0, а электрофоретическое торможение сохранится. В этом случае [c.128]

Эффект Вина и дисперсия электропроводности [c.125]

Эффект Дебая—Фалькенгагена (дисперсия электропроводности при высоких частотах) [c.195]

Эффект Дебая—Фалькенгагена (дисперсия электропроводности [c.264]

Дисперсия электропроводности при высоких частотах была предсказана Дебаем и Фалькенгагеном [12], которые разработали теорию этого эффекта. В дальнейшем явление дисперсии было экспериментально обнаружено Заком и другими авторами [13]. [c.154]

В первом случае, когда отклонение диэлектрической проницаемости обусловлено простым объемным эффектом, дисперсии этой величины не наблюдается. Во втором случае дисперсия происходит при такой частоте, когда диполи уже не могут следовать за изменением направления поля. В третьем случае дисперсия наблюдается при частоте, уже не вызывающей асимметрии двойного слоя, т. е. при частоте, отвечающей увеличению электропроводности. Что касается того, влияет ли на дисперсию сольватация частиц, то этот вопрос до сих пор неясен. Имеющиеся экспериментальные данные об увеличении диэлектрической проницаемости растворов желатина и агара с возрастанием частоты можно объяснить йе только изменением гидратации макромолекул, но и действием ряда других факторов — влиянием частоты на двойной слой, на поведение постоянных диполей и т. д. [c.222]

Кроме того, значения о и Л увеличиваются и при исполь зовании для измерений очень высоких частот переменного тока (выше МГц) (эффект Дебая и Фалькенгагена или эффект дисперсии электропроводности ). Как и в предыдущем случае, в растворах сильных электролитов с ростом частоты Л стремится к предельному значению, которое несколько ниже значения Л°. [c.172]

Наряду с ним существенное значение имеет другой механизм торможения движения ионов, называемый обычно эффектом дисперсии электропроводности. [c.137]

Эффект Дебая — Фалькенгагена, или дисперсия электропроводности, сводится к тому, что электропроводность электролитов возрастает с ростом частоты переменного тока. Это явление легко объяснить на основании теории Дебая—-Онзагера. [c.119]

Прежде чем обратиться к рассмотрению физической природы эффекта дисперсии электропроводности, сформулируем понятие время релаксации . Если деформировать упругое тело, например пружину в часах, упругое противодействие этого упругого тела будет с течением времени ослабевать. Время, в течение которого упругое противодействие деформированного тела уменьшается в е раз (где е — основание натуральных логарифмов е = 2,718), называется временем релаксации. Релаксация происходит за счет перемещения молекул, которые в результате теплового движения постепенно переходят из напряженного деформацией расположения в новое расположение, приближающееся к равновесному. [c.137]

Важным экспериментальным доказательством правильности теории Дебая — Онзагера является рост электропроводности с увеличением частоты поля (эффект Дебая— Фалькенгагена) и его напряженности (эффект Вина). Эффект Дебая — Фалькенгагена, или дисперсия электропроводности, сводится к тому, что электропроводность электролитов возрастает с ростом частоты переменного тока. Это явление можно объяснить следующим. При движении ионов в результате частичного смещения ионной атмосферы в сторону, противоположную движению центрального иона, возникает торможение (релаксационный эффект), являющееся следствием асимметрии в распределении зарядов вокруг иона. Если направление поля меняется за промежуток времени, меньший, чем время релаксации, то ионная атмосфера не будет успевать разрушаться, что приведет к уменьшению асимметрии. При достаточно большой частоте релаксационный эффект сведется к нулю и сохранится только влияние катафоретического эффекта. Следовательно, электропроводность возрастает. Поясним сказанное примером. Пусть скорость ионов равна uj eK. Тогда при частоте 50 пер1сек за один период ионы пройдут расстояние [c.115]

Этот эффект называется эффектом Дебая — Фалькенгагена или дисперсией электропроводности. — Прим. перев. [c.267]

В 1928 г. Дебай и Фалькенгаген теоретически рассмотрели влияние частоты переменного тока на электропроводность электролитов и установили, что при увеличении частоты выше некоторого значения должно наблюдаться заметное возрастание электропроводности. Явление увеличения электропроводности с частотой получило название частотного эффекта или дисперсии электропроводности и было экспериментально подтверждено рядом исследователей. [c.408]

Вскоре после открытия Вина, Дебаем и Фалькенгагеном был теоретически предсказан другой эффект. Сущность его заключается в увеличении электропроводности растворов электролитов с частотой приложенного электрического поля. Этот эффект называется э( х )ектом Дебая — Фалькенгагена или дисперсией электропроводности. Возможность его появления обусловлена свойствами ионной атмосферы. Действительно, при высоких частотах ионы в растворе совершают лишь колебательные движения в направлении, параллельном направлению поля. Центральный ион при этом не успевает выйти за пределы ионной атмосферы, которая не разрушается, а в каждый данный момент колеблется в направлении, обратном движению центрального иона. В этом случае силы, связанные с разрушением и созданием ионной атмосферы, т. е. релаксационные тормозящие силы, проявляются в меньшей степени и электропроводность растет. При высоких частотах она достигнет [c.118]

Важным следствием существования ионной атмосферы, обладающей конечным временем релаксации, является зависимость электропроводности от частоты при высоких частотах, обычно называемая дисперсией электропроводности или эффектом Дебая — Фалькенгагена. Если к электролиту приложено переменное напряжение высокой частоты, так что период колебания мал по сравнению с временем релаксации ионной атмосферы, то симметричное распределение заряда, которое возникает вокруг неподвижного иона, не успевает существенно измениться. Действительно, если частота колебаний достаточно высока, ион практически как бы неподвижен и его ионная атмосфера симметрична. Следовательно, с увеличением частоты тока тормозящая сила, обусловленная эффектом релаксации или асимметрии, должна частично или полностью исчезнуть. Поэтому электропроводность раствора при достаточно высоких частотах должна быть больше электропроводности, которая наблюдается при использовании переменного тока низкой частоты или постоянного тока. Частота, при которой можно ожидать увеличения электропроводности, равняется приблизительно 1/0, где [c.153]

Существенное влияние на собственную электропроводность частиц оказывает структура двойного электрического слоя, так как подвижность компенсирующих ионов ограничивается электрофоретическим торможением со стороны коллоидных частиц (более медленно передвигающихся в поле, чем ионы) и скоростью перестройки ионной атмосферы в переменном поле (эффект релаксации). В свою очередь, измерениями электропроводности в широком диапазоне частот (дисперсия электропроводности) пользуются при изучении структуры двойного слоя. [c.116]

Интервал длин волн, в котором проявляется эффект дисперсии электропроводности, составляет примерно два порядка. Учитывая это, можно найти длины волн макс и 1мин (в см), отвечающие началу дисперсионного прироста электропроводности и его окончанию [c.115]

Рис. 36 иллюстрирует влияние частоты на электропроводность 0,001 н. раствора сернокислого магния. Сплошной линией изображена зависимость, эффекта дисперсии электропроводности, выраженного в процентах, от длины волны в метрах. Эта сплошная линия соответствует вычисленным на основе теории значениям эффекта, а точки йредставляЮт собой экспериментальные [c.206]

ДЕВАЯ - ФАЛЬКЕНГАГЕНА ЭФФЕКТ (дисперсия электропроводности) — повышение электропроводности р-ров электролитов в высокочастотных электрич. полях по сравнению с их электропроводностью, измеряемой при использовании переменного тока низкой частоты или постоянного тока предсказан теоретически в 1928 П. Дебаем и Г. Фалькенгагеном, позднее обнаружен опытным путем. Д.—Ф. э. — результат частичного или полного исчезновения в высокочастотных нолях релаксационного тормозящего действия, т. е. той части тормозящего действия ионной атмосферы на движение иона, к-рая обусловлена несимметричным распределением зарядов в ионной атмосфере движущегося иона (см. также Электропроводность алектролитое, Электролиты). [c.517]

Различают электрофоретическое и релаксационное торможения. Электрофоретический эффект возникает потому, что при наложенин электрического поля центральный гидратированный ион и ионная атмосфера сдвигаются в противоположных направлениях, что вызывает дополнительную электрофоретическую силу трения, уменьшающую абсолютную скорость передвижения иона. Релаксационный эффект или эффект симметрии вызывается тем, что при движении иона ионная атмосфера разрушается, а вновь образованная несимметрична ее плотность впереди движущегося иона меньше, чем позади. Релаксационный эффект исчезает при такой частоте переменного поля, когда взаимные смещения иона и ионной атмосферы малы и ионная атмосфера практически симметрична. Исчезновение релаксационного эффекта называют дисперсией электропроводности. [c.94]

В случае, когда частота внешнего поля со 2> 1/0 (0 —время релаксации ионного облака), распределение ионов в облаке уже не успевает за изменениями поля, и форма облака приблилсается к сферически симметричной. Внешне этот эффект проявляется в увеличении электропроводности растворов и называется явлением дисперсии электропроводности. [c.114]

Экспериментальные исследования показывают, что значения удельной электропроводности дисперсной системы зависят от частоты внеш-гиего поля. Подобная дисперсия электропроводности связана с изменением характера поляризационных эффектов на высоких частотах и и была подробно исследована Духиным с сотр. [c.195]

Электропроводность коллоидного раствора слагается из электропроводности, обусловленной коллоидными частицами, и электропроводности находящихся в растворе электролитов. Если посторонних электролитов в растворе очень мало (высокоочищенные растворы белков и полиэлектролитов), измерениями электропроводности можно воспользоваться для определения удельного заряда или подвижности частиц, однако, в лиофобных золях определить собственную электропроводность коллоидных частиц довольно трудно. Существенное влияние на собственную электропроводность частиц оказывает структура двойного электрического слоя, так как подвижность компенсирующих ионов ограничивается электрофоретическим торможением со стороны коллоидных частиц (более медленно передвигающихся в поле, чем ионы) и скоростью перестройки ионной атмосферы в переменном поле (эффект релаксации). В свою очередь, измерениями электропроводности в широком диапазоне частот (дисперсия электропроводности) пользуются при изучении структуры двойного слоя. В растворах полиэлектролитов (например, полиакриловой кислоты) измерения эквивалентной электропроводности X при различных концентрациях представляют интерес для характеристики формы молекул, так как значения X падают в той области концентраций, в которой расстояния между молекулами полимера становятся велики по сравнению с толщиной двойного электрического слоя (Каргин). Измерения электропроводности коллоидных растворов при их взаимодействии с нейтральными солями (метод кондуктометриче-ского титрования) широко применялись при исследовании состава двойного слоя и процессов вытеснения из коллоидных частиц, например, подвижных Н+-ионов (Паули, Рабинович). [c.131]

Электропроводность металлов. Изотопические эффекты в электропроводности металлов возникают главным образом по двум причинам 1) из-за изменения фононного спектра при полном изотопическом замещении атомов решётки и 2) в результате появления динамических и статических возмущений электрического поля вблизи изотопической примеси в изотонически разупорядоченном металле. Изотопические эффекты в свойствах собственно электронной подсистемы металла (форма поверхности Ферми, закон дисперсии) как ожидается должны быть незаметными. Измерения теплоёмкости металлов Li [127] и Мо [129] при низких температурах, где электронная часть теплоёмкости значительно больше решёточной, не обнаружили изотопического эффекта в электронной теплоёмкости. Этот результат согласуется с тем, что электронный спектр металла и электрон-фононное взаимодействие в первом приближении не меняются с массой изотопа. [c.76]

Дисперсия электропроводности. Есть еще одна возможность ослабить действие ионных атмосфер. Состоит она в том, что электропроводность измеряется в переменных полях очень большой частоты. Тогда ионы будут настолько быстро колебаться от одних положений к другим и обратно, что ионные атмосферы не успеют разрушаться. В этих случаях мы должны ожидать устранения релаксационной силы торможения (катафоретическаясила остается, так как ионные атмосферы не исчезают). В пределе очень больших частот переменного поля слагаемое Х в (263) должно стремиться к нулю, аХ — к пределу Х = Хда — Х , т. е. принимать некоторое промежуточное значение (между X для обычных полей и Х при бесконечном разведении), которое может быть вычислено из теории Дебая и Гюккеля. Этот новый эффект был предсказан Дебаем и Фалькенгагеном. Он был назван дисперсией электропроводности. Заметного эффекта можно ожидать в водных растворах, как показывает расчет, при полях порядка 10 колебаний в секунду (длины волн порядка 1000 м), а полного исчезновения релаксационной силы — при частотах порядка миллионов (длины волн порядка 10 м). Экспериментально дисперсия эдектропроводности была найдена 3 а к о м (1928) в лаборатории Дебая и затем была количественно изучена им и другими исследователями. Разность между X в обычных полях малых частот и предельной величиной для очень быстропеременных полей дает силу релаксации [см. пояснения к формуле (266)] в хорошем согласии с теорией. [c.339]

В кондуктометрии также выделяют переменно-токовые и постояннотоковые методы. Последние редко используются в точной кондуктометрии из-за значительных поляризационных эффектов. Точность их можно повысить, используя в ячейке неполяризуемые электроды (как правило, электроды второго рода, находящиеся в равновесии с исследуемым раствором [123, 124]). Однако подобрать такие электроды для многих водных и особенно неводных растворов электролитов - трудноразрешимая задача. Поэтому подавляющая часть измерений электропроводности растворов электролитов осуществляется с помощью контактных переменно-токовых кондуктометрических ячеек. В свою очередь, измерения на переменном токе могут осуществляться как на низкой, так и высокой частоте (условная граница между ними 40-50 кГц). Высокочастотную кондуктометрию можно выделить как отдельную область кондуктометрии, поскольку при высоких частотах возникает так назьшаемая дисперсия электропроводности, или эффект Дебая-Фалькенгагена, обусловленный конечным времеием релаксации ионной атмосферы. [c.127]

Например, /гр для 10 и 10 W растворов НС1 составляет примерно 9-10 и 9-10 гц, а для 10 и 10 W растворов Li l соответственно 2-10 и 2-10 гц. Таким образом, дисперсия электропроводности возникает в случае концентрированных растворов при частотах 10 гц, редко применяемых в аналитической практике, и ее влияния можно не опасаться. Наоборот, для сравнительно низких концентраций этот эффект может наблюдаться в иапазоне нескольких мегагерц, используемых в практике ВЧА. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология