Энергия к ионам металлов

На рис. 138 приведено изменение потенциальной энергии ионов металла, склонного к самопроизвольному окислению (растворению). На этом рисунке кривые 1 w 2 воспроизводят рис. 107, иллюстрирующий механизм возникновения скачка потенциала на границе [c.198]

Если привести металл в контакт с раствором, содержащим ионы того же металла, то свободная энергия ионов металла в металле, как правило, будет отличать-д ся от свободной энергии в рас- [c.32]

Если свободная энергия ионов металла в металле больше, чем в растворе, например цинка, находящегося в растворе сернокислого цинка, то ионы металла перейдут из металла в раствор и образуют положительную обкладку двойного электрического слоя (рис. 3, а). Отрицательная обкладка такого двойного электрического слоя образуется оставшимися вблизи поверхности металла свободными электронами. Силовое поле двойного слоя, образующегося на границе раздела фаз, препятствует такому переходу, оно отталкивает ионы металла в направлении к металлу. Таким образом, когда ионы металла переходят из металла в раствор, они должны совершать работу против сил поля, создаваемого двойным электрическим слоем. Эта работа, энергия для которой черпается из разности свободных энергий, тем больше, чем больше разность потенциалов двойного слоя. Переход ионов может продолжаться до тех пор, пока разность потенциалов в двойном слое не достигнет той величины, которая соответствует разности между свободными энергиями ионов металла в металле и в растворе. Затем устанавливается равновесие. Этому состоянию соответствует равновесный электродный потенциал. [c.32]

Если свободная энергия ионов металла в растворе больше, чем в металле, например при контакте меди с раствором сернокислой меди, то ионы металла выйдут из раствора, осядут на металле и образуют положитель 32 [c.32]

Если привести металл в контакт с раствором, содержащим ионы того же металла, то свободная энергия ионов металла в металле, как правило, будет отличаться от свободной энергии ионов данного металла в растворе следовательно, равновесия не будет. [c.31]

Переход ионов из металла в раствор и наоборот будет продолжаться до тех пор, пока разность потенциалов в двойном электрическом слое (А ) не достигнет значения, которое соответствует разности между свободными энергиями ионов металла в металле и в растворе. Этому состоянию соответствует равновесный электродный потенциал. [c.31]

Если свободная энергия ионов металла в растворе больше, чем в металле, например при контакте меди с раствором сернокислой меди, то ионы металла выйдут из раствора, осядут на металле и образуют положительную обкладку двойного электрического слоя (см. рис. 3.1, [c.31]

В шестикоординационном комплексе отталкивание между лигандами заставляет их располагаться по осям координатной системы х, у и г (рис. 23.23). Рассмотрим на 1-орбиталях металла, как же должна меняться энергия -электронов металлов по мере приближения лигандов к иону металла. Напомним, что -электроны являются внешними в электронной оболочке иона переходного металла. Мы уже говорили, что в результате приближения лигандов к металлическому центру полная энергия иона металла и лигандов понижается (т. е. устойчивость комплекса повышается). Но одновременно следует учитывать еще отталкивание между внешними электронами иона металла и отрицательными зарядами на лигандах. Это взаимодействие и называется влиянием кристал.пического поля или поля лигандов. В результате него происходит общее повышение энергии -электронов иона металла, показанное в центральной части рис. 23.22. Правда, не все -орбитали иона металла реагируют одинаковым образом на влияние поля лигандов. Чтобы разобраться в причине этого, напомним о форме пяти -орби- [c.391]

Если какую-либо металлическую пластинку поместить в раствор соли металла пластинки, то начнется переход атомов металла с пластинки, которая называется электродом, в раствор и обратный переход ионов металла из раствора на электрод. При этом скорость перехода в одном направлении будет более высокой, то есть будет преобладать либо переход атомов металла в виде положительно заряженных ионов в раствор, либо переход ионов металла из раствора на электрод. Преобладающий переход ионов металла в каком-то одном направлении будет иметь место до тех пор, пока энергии ионов металла в растворе и на электроде не выравняются, то есть не сравняются значения соответствующих электрохимических потенциалов. При этом скорости прямого и обратного переходов ионов будут равны. [c.39]

На рис. 86 представлена схема изменения энергии ионов металла при переходе их с поверхности электрода в раствор и [c.390]

Рис. 86. Изменение энергии ионов металла, склонного к самопроизвольному окислению (электроотрицательного), при анодной поляризации.

Рис. 87. Изменение энергии ионов металла (электроотрицательного) при катодной поляризации.

На основании результатов упражнения 6 составьте схематическую диаграмму типа рис. 3-15. Пренебрегая я-связями, рассмотрите относительные энергии молекулярных орбиталей, используя качественные соображения относительно перекрывания и исходных уровней энергии иона металла. [c.113]

Если металлическую пластинку, которую будем называть электродом, поместить в раствор его соли, то при этом начнется переход ионов металла под влиянием полярных молекул воды в раствор и обратный переход ионов металла из раствора на электрод. Однако скорость перехода ионов металла будет более высокой в одном направлении по сравнению с другим. Это будет происходить до тех пор, пока энергии ионов металла в растворе и на электроде не выравняются. При этом скорости прямого и обратного переходов ионов будут равны. [c.168]

Направление этого перехода определяется соотношением энергии ионов металла в кристаллической решетке металла и в [c.18]

На рис. 86 представлена схема изменения энергии ионов металла при переходе их с поверхности электрода в раствор и обратно. С такими диаграммами мы уже встречались, и подробных объяснений они не требуют. По ординате отложены значения энергии хи, по абсциссе — расстояние х перпендикулярно к поверхности электрода. Линия тт отмечает поверхность электрода, линия и — местоположение центров сольватированных ионов, находящихся на ближайшем возможном расстоянии (бо) от поверхности электрода. Кривая I—1—1 описывает начальное состояние, когда электрод только что погружен в раствор, двойного электрического слоя еще нет и скачок потенциала еще не возник. Кривая 2—2—2 отвечает установившемуся равновесию. Двойной слой уже образован и пришел в равновесное состояние. Переход от состояния 1—1—1 к состоянию 2—2—2 был подробно описан выше (гл. V, 2). [c.390]

Такой переход ионов металла в раствор будет иметь место до тех пор, пока энергии ионов металла на электроде и в растворе не выравняются, т. е. не сравняются значения соответствующих электрохимических потенциалов. При этом в системе устанавливается динамическое равновесие, при котором переход ионов цинка в раствор продолжается, но одновременно и с той же скоростью происходит обратный их переход из раствора в твердую фазу. [c.37]

Исчерпываются запасы необходимых питательных веществ. Если для роста организма требуются определенные питательные вещества, а запас их иссякает, то организм прекратит рост независимо от того, сколько осталось любых других питательных веществ. Результат будет одинаковым исчерпается ли запас витаминов, аминокислот, источника энергии, ионов металлов или кислорода. Прекращение роста может быть едва заметным событием, как, например, в культуре бактерий, или стать драматическим, как это случилось с популяцией леммингов Аляски, которые, исчерпав запасы пищи, массами погибали в неистовых миграциях, бросаясь в океан. [c.96]

Введение 1 моля ионов металла в раствор через поверхностный скачок потенциала с выигрышем реальной энергии гидратации нона АОг(р). [c.63]

Энергия иона в металле и его состояние в растворе [c.465]

Часть затруднений удается преодолеть, если исследовать разряд ионов металла на жидком (ртутном) электроде, обладающем однородной поверхностью. Результаты таких исследований показывают, что ионы металлов, образующих амальгамы, восстанавливаются на ртутном электроде со значительной скоростью. Поэтому поляризационные явления, которые при этом наблюдаются, обусловлены в основном концентрационной поляризацией. В то же время ионы металлов группы железа (Ре +, N 2+,...), не образующих амальгамы, восстанавливаются на ртути с большим перенапряжением. Перенапряжение в этом случае связано либо с тем, что эти металлы из-за малой растворимости в ртути выделяются в высокодисперсном состоянии, более богатом энергией, либо с замедленным разрядом этих ионов. Последнее подтверждается тем,- что при помощи современных тонких экспериментальных методик удается установить медленный разряд на ртути также ионов цинка, марганца, хрома и других металлов, которые растворяются в ртути с образованием амальгам. Кроме того, при выделении металлов группы железа на твердых электродах при условиях, исключающих возникновение высокодисперсного состояния, разряд ионов также происходит со значительным перенапряжением. [c.630]

Рис. 23.22. Энергетическая диаграмма -орбиталей иона металла в октаэдрическом поле лигандов в рамках модели криеталлического поля. В этой модели связь между металлом и донорными атомами считается чисто ионной. Энергия иона металла плюс координированные лиганды меньше, чем у изолированных металла и лигандов, вследствие электростатического взаимодействия между ионом металла и лигандами. Однако энергии -электронов металла повышаются вследствие их отталкивания от лигандов. Из-за неодинакового пространственного распределения электроны, находящиеся на орбиталях и с1- 2-,2, отталкиваются лигащ1ами сильнее, чем электроны, занимающие орбитали ( . и Это различие в отталкивании от лигандов приводит к расщеплению энергетических уровней -орбиталей, показанному в правой части рисунка и называемому расщеплением кристаллическим полем.

Скорость автоокисления жиров возрастает при увеличен содержания кислорода в окружающей среде (точнее, его па циального давления). На этом основан способ хранения масел жиров в среде с пониженным содержанием кислорода (наприме в среде с повышенным содержанием азота). Окисление жир ускоряется с повышением температуры хранения и под возде ствием световой энергии. Ионы металлов переменной валентное (Си, Ре, Мп, N1) могут оказывать как каталитическое, так ингибирующее действие на процесс автоокисления жиров. Бо/ шое влияние на скорость окисления оказывают антиоксидан (ингибиторы), в первую очередь антиоксиданты фенольной пр роды, например, бутилокситолуол. Ингибирующей активностью о ладают многие природные вещества, переходящие в масла п извлечении их из масличных семян (токоферолы, госсипол) образующиеся при этом соединения — меланоидиновые, мел нофосфолипиды и др. [c.36]

При ионном осаждении прочность сцепления покрытия с основой очень высока (более 35 кгс/мм ). Хорошей адгези способствует высокая энергия ионов металла, бомбардирующих поверхность металла. Между покрытием и поверхностью образуется переходная область переменного состава не в результате обычной диффузии, а вследствие проникновения в глубь металла ионов с высокой кинетической энергией. Средняя глубина проникновения ионов для большинства кристаллов составляет 1—15 нм/кэВ. [c.127]

Поддержание жизни обусловлено химическими процессами двух типов 1) фотохимическим превращением солнечной энергии в электрохимическую, необходимую для ассимиляции двуокиси углерода и воды с образованием восстановленных органических веществ и кислорода, и 2) процессом, обратным первому, т. е. окислением органических веществ с образованием двуокиси углерода и воды и с освобождением энергии. Ионы металлов участвуют в процессах обоих этих типов. Энергия солнечного излучения усваивается биосферой при участии магнийпорфириновых комплексов — хлорофиллов. Затем может происходить перенос электрона через ряд промежуточных переносчиков, таких, как цитохромы (Ре +/Ре +), ферредоксин (Ре Ре +) и пластоцианин (Си+/Си ) молекулярный кислород образуется при участии комплекса марганца. В процессах типа 2 участвуют ферменты, которые регулируют биосинтез и распад органических веществ. Поскольку биологические системы термодинамически неустойчивы, регулируемое освобождение энергии, происходящее во многих случаях при участии металло-ферментов, является основным условием существования жизни. [c.7]

Если какую-либо металлическую пластинку поместить в раствор соли металла пластинки, то при этом начнется переход атомов металла с пластинки, которую мы в дальнейшем будем называть электродом, в раствор и обратный переход ионов металла из раствора на электрод. Однако скорость перехода ионов металла будет более высокой в одном направлении по сравнению с другим, т. е. будет преобладать либо переход атомов металла в виде положительно заряженных ионов в раствор, либо переход ионов металла из раствора на электрод. Преобладающий переход ионов металла в каком-то одном направлении будет иметь место до тех пор, пока энергии ионов металла в растворе и на электроде не вырав няются, т. е. не сравняются значения соответствующих термодинамических потенциалов. При этом скорости прямого и обратного переходов ионов будут равны. Процесс перехода атомов металла электрода в раствор связан с потерей атомами электронов и образованием положительно заряженных ионов [c.69]

Аллотропические цепи. В аллотропических цепях электродами служат две модификации одного н того же металла (М и Мр), погруженного в раствор (или в расплав) его ионопроводящего соединения. При данной темпера1уре только одна из модификаций выбранного металла устойчива (если это не температура фазового превращения, при которой существуют в равновесии обе модификации), другая же находится в метастабильном состоянии. Электрод, изготовленный из металла в метг Стабильном состоянии (пусть это будет Мр), должен обладать повышенным запасом свободной энергии. Он играет роль отрицательного электрода элемента и посылает ионы металла в раствор [c.194]

Эти же цепи при определенных условиях можно использовать для установления температуры аллотропического превращения. Если повысить температуру до значения, при котором а-модификация переходит в р-модификацию, то оба -)лектрода окажутся в одной и той же модификации и э.д.с. системы будет равна (или близка) нулю. Э.д.с. системы может отличаться от нуля потому, что свободная энергия двух электродов, изготовленных из металла одной и той же модификации, не обязательно должна быть одинаковой. Это наблюдается, например, в том случае, когда электроды различаются по размерам образующих их зерен или находятся под различным внутренним напряжением. Электрод, образованный более мелкими кристаллами или находящийся под избыточным механическим напряжением, играет роль отрицательного полюса элемента. Он растворяется, а на другом электроде происходит осаждение металла. Более того, разность потенциалов может возникать даже, если в качестве электродов использоЕ1аны разные грани монокристалла одного и того же металла, поскольку они обладают разным запасом свободной энергии. Электрод, образованный гранью с по-выщенным запасом поверхностной энергии, будет растворяться, а ионы металла — выделяться на грани с меньшей поверхностной энергией. Следует, однако, подчеркнуть, что во многих из этих случаев разность потенциалов, существующая между двумя различными образцами одного и того же металла, не должна отождествляться с обратимой э.д.с., поскольку она отвечает не равновесному, а стационарному состоянию элект[)0Д0в. Разности потенциалов, возникающие в рассмотренных случая , обычно малы, тем не менее в некоторых электрохимических процессах, в частности в процессах коррозии, их необходимо принимать во внимание. [c.195]

Малый радиус атомов объясняет также более высокие значения энергии ионизации металлов этой подгруппы, чем н[елоч 1ых метал. юв. Это приполит к большим различиям в химических свс)й-стлах металлов обеих подгрупп. Элементы подгруппы меди — малоактивные металлы. Они с трудом окисляются и, наоборот, нх ионы легко восстанавливаются они не разлагают воду, гидроксиды их являются сравнительно слабыми основаниями. В ряду напряжений они стоят после водорода. В то же время восемнадцатиэлектронный слой, устойчивый у других элементов, здесь еще пе вполне стабилизировался и способен к частичной потере электронов. Так, медь наряду с однозарядными катионами образует и двухзарядные, которые для нее даже более характерны. Точно так же для золота степень окисленности -)-3 более характерна, чем -f-1. Степень окисленности серебра в его обычных соедннен[ их равна - -1 однако известны и соединения со степенью окисленности серебра -j-2 и +3. [c.570]

На примере этого ряда комплексов можно показать, как связаны окраска и строение координационных соединений переходных металлов. Фотоны надлежащей энергии способны возбуждать электроны, перенося их с атомов кислородных лигандов на пустые -орбитали иона металла. Этот процесс называется переносом заряда, и именно он в большинстве случаев обусловливает окраску комплексов переходных металлов. Чем выше степень окисления металла, тем легче осуществляют указанный переход электроны и тем ниже энергия, необходимая для их переноса. Поглощение фотонов соответствующей энергии в комплексе УО приходится на ультрафиолетовую часть спектра, поэтому ион УО бесцветен. В комплексе СгО поглощение фотонов происходит в фиолетовой области видимого спектра, что соответствует волновым числам около 24 ООО см поэтому растворы хромат-ионов имеют желтую окраску (дополнительные цвета указаны в табл. 20-3). (В спектроскопии принято выражать энергию фотонов в волновых числах, которые измеряпотся в обратных сантиметрах, см см. разд. 8-2.) Ион Мп + имеет самую высокую степень окисления и при возбуждении с переносом заряда поглощает зеленый цвет (приблизительно при 19000см ), этим и объясняется пурпурная окраска иона МпО ". Окраска комплексов, в которых происходят электронные переходы с переносом заряда, обычно очень интенсивна, что указывает на сильное поглощение света. Повышение размера центрального атома затрудняет перенос заряда и сдвигает поглощение в ультрафиолетовую область поэтому комплексы МоО , WOr и КеО бесцветны. [c.215]

Обратим внимание на то, как одни и те же факты объясняются двумя соверщенно различными теориями-теорией валентных связей и теорией кристаллического поля. Обе теории утверждают, что низкоспиновые октаэдрические комплексы возникают, когда для -электронов, первоначально принадлежавщих центральному иону металла, доступны только три -орбитали с низкой энергией. Высокоспиновые октаэдрические комплексы воз- [c.231]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология