Закон распределения ионов

В. Нернст и Н. А. Шилов установили, что закон распределения в формулах (7.3) (7.5) применим в тех случаях, когда распределяемое вещество в каждой из равно1 есных фаз находится в одинаковом молекулярном состоянии. При диссоциации или ассоциации распределяемого вещества устанавливается сложное равновесие между простыми и ассоциированными молекулами или ионами в пределах каждой фазы. Для этих случаев закон распределения приближенно можно выразить уравнением [c.111]

Количества положительных и отрицательных ионов, находящихся в элементе объема йУ, расположенном на расстоянии г от иона, создающего поле, будут (в соответствии с законом распределения Больцмана) равны [c.405]

Катионный процесс — реакция гетерогенно химическая, протекающая по всей толще зерен катионита и подчиняющаяся закону распределения ионов между двумя растворителями, из которых один жидкий — вода, а другой твердый — катионит. [c.332]

Некоторые исследователи рассматривают ионообмен как гетерогенный процесс, слагающийся из химической реакции, протекающей в объеме ионита по закону распределения ионов между двумя растворителями (вода и ионит) другие полагают, что ионообмен происходит лишь в поверхностном слое соответственно закону действия масс. Наконец, существует взгляд, согласно которому ионообмен является адсорбционным процессом. [c.134]

Источники активации могут быть самые разнообразные. Реакции между ионами в растворе происходят с небольшой энергией активации, которая требуется для дегидратации ионов. Реакции между свободными атомами и радикалами не требуют энергии активации, так как атомы и радикалы являются активными частицами. В гомогенных газовых реакциях основным источником активации служат особо благоприятные столкновения, доля которых определяется законом распределения Больцмана и растет с температурой. В гетерогенных каталитических реакциях источниками активации могут служить изменения, протекающие в реагирующих молекулах при адсорбции их поверхностью катализатора. [c.335]

В теории электролитической диссоциации Аррениуса предполагалось, что ионы в растворах находятся в состоянии беспорядочного движения (подобно газообразному состоянию). Это позволило применить законы, характеризующие газообразное состояние к электролитам. Однако в предположении о беспорядочном распределении ионов в растворе не учитывалось электростатическое взаимодействие между ионами, которое проявляется на достаточно больших расстояниях. В сильных электролитах, например, действие между ионами настолько велико, что в концентрированных растворах возникает тенденция к упорядоченному распределению, аналогичному ионным кристаллам (где каждый ион окружен ионами противоположного знака). Дальнейшие исследования показали, что в реальных растворах средней концентрации распределение ионов в электролите является промежуточным между беспорядочным и полностью упорядоченным. Электростатические силы стремятся создать такое распределение, при котором каждый ион окружен исключительно ионами противоположного знака, но этому противодействует хаотическое движение ионов, приводящее к беспорядочному распределению. В конечном итоге, около каждого иона образуется ионная атмосфера, в которой преобладают ионы противоположного (по сравнению с центральным ионом) знака. [c.60]

Необходимо отметить, что это не полный закон распределения ионов типа / в ионной атмосфере, а лишь асимметрическая составляющая распределения, возникающая под действием внешнего поля. Она отражает искажение этой атмосферы. Таким образом, вторая тормозящая сила равна [c.274]

Протекание электрического тока через межфазную границу может нарушать локальное термодинамическое равновесие по разным причинам, что в свою очередь может вызвать разные последствия. По крайней мере можно выделить три эффекта 1) нарушение больцмановского закона распределения ионов в диффузной части двойного слоя 2) перестройку молекул и ионов, адсорбированных на межфазной поверхности (тех, что можно отнести к плотной части двойного слоя) 3) химическую реакцию на межфазной поверхности (например, диссоциацию воды или дегидратацию ионов, пересекающих границу). Наиболее подробно в литературе рассмотрен первый эффект [65, 66, 121-136]. [c.132]

Рассмотрим теперь связь эффекта дискретности с изотермой адсорбции ионов, ограничиваясь по-прежнему незаряженной поверхностью электрода и условием г )о 0. Исходя из закона распределения Больцмана и учитывая заполнение поверхности в соответствии с изотермой Лэнгмюра, для ионов с зарядом z получаем [c.121]

Упрощающие допущения заключаются прежде всего в том, что в теории не отражаются процессы сольватации ионов. Вместо взаимодействия отдельных ионов рассматривается взаимодействие иона с окружающей его ионной атмосферой и определяется, как изменяется плотность заряда в ионной атмосфере с изменением расстояния от центрального иона. Расчет основывается на применении закона статистического распределения ионов в силовом поле, создаваемом центральным ионом. При этом для вычисления потенциала вместо зарядов отдельных ионов, составляющих ионную атмосферу, рассматривается соответствующее ей непрерывное электрическое поле. Плотность заряда в различных точках поля принимается пропорциональной избыточной концентрации ионов данного вида. Такая замена отдельных зарядов непрерывным полем дает возможность использовать более простые законы электростатики непрерывных сред, но искажает результат. [c.393]

Приняв закон распределения Больцмана, Дол вывел уравнение для числа переходов ионов из поверхности стекла в раствор [c.425]

В более простом случае, когда растворенное вещество не образует ассоциатов и не распадается на ионы, уравнение (315) (закон распределения) означает, что отнощение концентраций (точнее, активностей) вещества в обоих растворителях постоянно и не зависит от общего количества растворенного вещества. Так как константа К в уравнении (315) является константой равновесия, она подчиняется рассмотренным выще зависимостям от температуры и давления и может быть рассчитана так же, как и для всякого другого равновесия. [c.259]

Это уравнение является исходным в теории Дебая — Хюккеля. Однако при его выводе были сделаны следующие допущения а) к ионам применим статистический закон распределения Больцмана, что позволило сложное взаимодействие многих ионов заменить более простым взаимодействием их ионных атмосфер б) растворение не изменяет диэлектрической постоянной, т. е. диэлектрические постоянные раствора и растворителя равны. Эти допущения ограничивают применимость уравнения (П.21), но не позволяют решить его. Поэтому авторы теории прибегли к двум дополнительным упрощениям [c.70]

Для твердых растворов можно сформулировать закон распределения. Например, бромид- и хлорид-ионы могут изоморфно замещать друг друга в солях серебра [c.205]

Чтобы описать ион-ионное взаимодействие, необходимо знать распределение ионов в растворе и природу сил, действующих между нонами. Поскольку и ионы, и диполи растворителя находятся в хаотическом движении, а ионы могут образовывать ассоциаты, комплексы и недиссоциированные молекулы, то в общем виде задача о распределении ионов оказывается чрезвычайно сложной. Можно предположить, что электролит полностью диссоциирован (а=1), растворитель представляет собой непрерывную среду с диэлектрической постоянной е, а ионы взаимодействуют в нем только по закону Кулона. В этих условиях вопрос о распределении и взаимодействии ионов в растворах электролитов был решен П. Дебаем и Э. Гюккелем (1923). [c.39]

Электрическое поле электрода может косвенно воздействовать на скорость реакции через изменение поверхностной концентрации реагирующего вещества. Распределение ионов в диффузной части двойного слоя подчиняется закону Больцмана и их концентрация в плоскости максимального приближения связана с объемной концентрацией с выражением [c.302]

При очень больших концентрациях двойной слой по своему строению приближается к плоскому конденсатору при малых концентрациях он, наоборот, носит резко выраженный диффу--зионный характер (рис. 65). По закону распределения Больц- мана, концентрации одновалентных ионов на расстоянии х от поверхности электрода (+С и -Сд.) равны соответственно [c.202]

Таким образом, второе существенно новое положение, выработан-14.4. Схема ионной атмосферы ное современной теорией электролитов, это положение о том, что ионы распределены в объеме раствора (в каждый данный момент) не хаотически, а в соответствии с законами кулоновского взаимодействия. Отсюда методом статистической физики найдено распределение ионов противоположного знака вокруг каждого отдельного иона. [c.292]

Однако картина распределения ионов в растворе более сложна, чем в описанном ранее случае. Часть ионов, имеющих знак, обратный потенциалопределяющим ионам (противоионы), образует, благодаря тепловому движению около твердой поверхности ядра, диффузную ионную атмосферу. В результате часть противоионов удаляется от твердой поверхности на расстояние, превыщающее молекулярное (рис. 122,6). Такая структура двойного слоя (с изменяющейся толщиной от 1 до 10 мкм) была предложена Гуи. Здесь изменение термодинамического потенциала происходит по более сложному закону. [c.320]

По закону распределения Больцмана, концентрации одновалентных ионов на расстоянии г от поверхности электрода (+С, и -Сг) равны соответственно [c.223]

Условия применимости законов Рауля к растворам электролитов. Характер распределения ионов а водном растворе существенно отличается от распределения ней- [c.110]

Таким образом, нетрудно убедиться, что зоны растекания и нулевые зоны также существенно будут зависеть от приводимых в этом разделе свойств грунта. Поскольку энергия, зависимая от промышленной частоты, определяется ионными процессами, найти влияние воды на комплексное сопротивление практически невозможно. Однако представление грунта в виде эквивалентной схемы дает возможность подходить к рассмотрению переходного сопротивления анодного заземления и защищаемого сооружения из чисто электрических законов распределения падений напряжения между электродами и распределения их потенциалов. [c.127]

Пусть ф означает средний потенциал в какой-либо точке диффузной части двойного слоя. Согласно закону распределения Больцмана, концентрация положительных ионов в этой точке будет равна (если ф<0, т. е. в случае отрицательно заряженной поверхности электрода). [c.11]

На опыте установлено, что емкость двойного электрического слоя меняется с изменением потенциала электрода, тогда как в любом плоском конденсаторе с параллельными пластинами величина Са не зависит от потенциала. Емкость двойного слоя зависит также от специфической адсорбции ионов, температуры и концентрации электролита в растворе. Развивая представления Гельмгольца, Гуи и Чепмен предположили, что строго фиксированное расположение ионов в действительности невозможно, так как помимо электростатических сил на ионы действуют силы, обусловленные тепловым движением молекул, что приводит к размыванию двойного электрического слоя и появлению диффузионного распределения зарядов. Из-за теплового движения содержащихся в растворе частиц вблизи электрода устанавливается равновесное распределение ионов, которое полупило название диффузного слоя. В этом слое падение потенциала от электрода к внешней границе двойного слоя происходит по экспоненциальному закону (рис. 4.2, б), а концентрация ионов описывается выражением [c.127]

Если между двумя растворителями распределяется диссоциирующее на ионы вещество, то, с одной стороны, в каждой из фаз устанавливается равновесие между молекулами и ионами, подчиняющееся закону действия масс, а с другой—устанавливается равновесие между недиссоциированными молекулами в разных фазах, подчиняющееся закону распределения [см. уравнения (VI, 40), (VI, 40а) и (VI, 406), стр. 216—217]. Отношение между аналитическими концентрациями j и рассматриваемого вещества в обеих фазах подобных систем не остаетсч постоянным, так как аналитические данные охватывают как недиссоцииро-ванную, так и диссоциированную части растворенного вещества, доля же диссоциированной части связана различным образом с общим количеством вещества в каждой из фаз. [c.288]

В теории электролитов очень важным является вопрос о распределении ионов в растворе. По первоначальной теории электролитической диссоциации, основанной на физической теории растворов Вант-Гоффа, считалось, что ионы в растворвх находятся в состоянии беспорядочного движения, следовательно в состоянии, аналогичном газообразному. Этим обстоятельством объяснялась возможность применения законов для газообразного состояния к электролитам. [c.393]

Отклонения от закона распределения наблюдаются при изменении состояния растворенных молекул в од1ЮЙ из фаз системы. Такими изменениями могут быть, например, диссоциация или ассоциация растворенного вещества. При этом устанавливается сложное равновесие между простыми и ассоциированными молекулами или ионами в пределах каждой фазы, а также между частицами, одинаковыми для всех фаз системы и распределенными между ними в данном соотношении. [c.212]

В настоящее время существуют следующие представления о строении двойного слоя. Соприкосновение двух фаз, как указывалось, приводит к возникновению противоположных зарядов на границах раздела фаз. Ионы и молекулы л идкой фазы, находящиеся в непосредственной близости от поверхности твердой фазы, испытывая действие больших электростатических сил, образуют адсорбционный слой. На ионы вне этого слоя действуют противоположно направленные силы с одной стороны — силы молекулярного теплового движения, которые стремятся распределить их равномерно, с другой стороны — силы электростатического поля зарядов, представляющего разность между поверхностной плотностью зарядов твердой фазы и плотностью зарядов адсорбционного слоя. В результате концентрация ионов по мере удаления от границы адсорбционного слоя уменьшается по статистическому закону Больцмана аналогично распределению газовых молекул в поле сил тяжести. Слой с рассеянным распределением. ионов называется диффузным. [c.112]

Равновесное распределение, ионов, которое устанавливается у твердой стенки, аналогично равновесному распределению молекул газа в атмосфере под влиянием силы тяжести с тем лишь различием, что гравитационное поле не зависит от распределения молекул, а электрическое поле в случае двойного электрического слоя само является функцией распределения заряженных ионов. Число противоионов, находящихся у заряженной поверхности твердой фазы, по мере увеличения расстояния от границы раздела по направлению внутрь раствора, уменьшается по закону распределения Больцмана, а число потенциалопределяющих ионов увеличивается согласно тому же закону. Отсюда следует, что если концентрацию положительных и отрицательных ионов в точке, потенциал которг "i равен фж, соответственно обозначить через с+ и (в молях на единицу объема), то для расстояния а =00 [c.178]

Выражение для к можно легко вывести, учитывая число ионов типа I в сферическом слое тслшинсй йг на расстоянии г от выбранного иона /. Согласно закону распределения Больцмана, это число будет [c.365]

Если в контакте находятся два раствора электролита с несмеши-вающимися растворителями, то возникает жидкостный скачок потенциала. Этот скачок потенциала достигает равновесной величины, когда в соответствии с законом распределения установятся равновесные концентрации ионов в обоих фазах. [c.282]

Это уравнение является исходным в теории Дебая —Гюкке-ля. Однако при его выводе были сделаны следующие допущения. Считалось, что а) к ионам применим статический закон распределения Больцмана, что позволило сложное взаимодействие многих ионов заменить более простым взаимодействием их ионных атмосфер б) растворение не изменяет диэлектрической постоянной, т. е. диэлектрические постоянные раствора и растворителя равны. [c.104]

ХУ1-3-13. Известен новый вид частиц — новоны. Для них характерно, что результатом взаимообмена двух частиц является новое состояние. Однако новоны имеют сходство с ферми-ионами в том, что в каждом состоянии не может быть больше одного новона. а) Выведите выражение для числа состояний, соответствующих данному распределению новонов, через вырождение г и число заселения N1. б) Запишите закон распределения этих частиц, в) Укажите и обсудите особен-1ЮСТИ этого закона. [c.170]

Экстракционные методы разделения химических элементов основаны на различной растворимости анализируемого соединения в воде и в каком-либо органическом растворителе. При этом происходит распределение растворенного вещества между двумя растворителями (закон распределения, 23). Для извлечения из водных растворов чаще всего применяют различные эфиры (диэтиловый эфир), спирты (бу-тпловьп1, амиловый), хлоропроизводные (хлороформ, четыреххлористый углерод). Иод можно извлечь бензолом, сероуглеродом, хлорное железо — диэтиловым или диизопропиловым эфиром. Лучше всего катионы металлов извлекаются органическими растворителями, если соответствующий металл предварительно связать в виде внутрикомплексного соединения. Например, свинец связывают дитизоном и извлекают четыреххлористым углеродом, никель связывают диметилглиоксимом и извлекают хлороформом в присутствии цитрата натрия. Смеси ионов различных элементов можно разделять экстракцией, используя избирательное (селективное) извлечение различными растворителями и регулируя pH раствора. Можно осуществлять также и групповые разделения ионов. [c.454]

В полностью ионизированной горячен плазме электроны и ионы совершают только поступательное движение. Таким образом, согласно закону распределения энергии по квадратичным членам (гл. У11П) средняя энергия частицы в такой плазме е = 2 кТ Если электростатическое взаимодействие между нонами и электронами мало по сравнению с тепловой энергией, то плазма ведет себя как идеальный газ, и ее давление описывается уравнением рУ= = Пз- -Пц)ЯТ, где Пэ-ЬПи —сумма числа молей электронов и ионов в объеме V. [c.357]

Крупные частицы легко осаждаются или могут быть отфильтрованы, мелкие (0,01 - 10 мкм) - образуют дисперсию, характеризующуюся высокой кинетической и агрегативной устойчивостью. Действительная скорость осаждения частиц даже значительно более крупных пс сравнению с коллоидными оказывается значительно меньше рассчитанной по закону осаждения Стокса. Это объясняется наличием поверхностных сил, создающих электростатический потенциал, которые обусловливает дополнительную кинетическую устойчивость в системе ионизированной сточной воды. Поверхность частиц дисперсной фазы имеет свободную энергию, которая приводит к изменению концентра ции компонентов дисперсионной среды в прилегающем к поверхности объеме, т.е. к адсорбции. Если водная фаза представляет собой элект ролит, то на поверхности сорбируются ионы, в результате чего вокруг дисперсных частиц образуется двойной ионно-молекулярный слойг который определяет кинетическую и агрегативную устойчивость дисперсной системы. Распределение ионов у поверхности частииь зависит от соотношения сил адсорбции, электростатического притяжения (или отталкивания) и диффузионных сил, стремящихся выравнять концентрацию ионов в объеме дисперсионной среды. Под действие этих сил устанавливается равновесие. В целом система остается электрически нейтральной, так как заряды частиц уравновешен зарядами противоположного знака в растворе. [c.158]

В среде, содержащей равномерно распределенные ионы массы Л/, взаимодействующие по закону Кулоиа, имеем (согласно теореме вириала) [c.442]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология