Числа переноса в диафрагмах

Числа переноса в диафрагмах [c.141]

Возвращаясь к электродиализу, нетрудно видеть, что изменение концентраций электролитов в средней камере электроДиализатора может происходить только в том случае, если по сечению электродиализатора изменяются числа переноса электролита. Такое изменение чисел переноса, как указывает И. И. Жуков, может произойти как в результате изменения чисел переноса в порах диафрагмы по сравнению со свободным раствором, так и вследствие изменения состава электролита в отдельных камерах. Последнее явление наблюдается в работающем электродиализаторе, где в анодной камере образуется кислота и в катодной — щелочь. При этом в средней камере может происходить уменьшение концентрации электролита, даже если применялись диафрагмы, не изменяющие чисел переноса (так называемые электрохимически неактивные диафрагмы с порами достаточно большого размера), так как по мере накопления кислоты и щелочи в электродных камерах взамен уходящих ионов электролита в среднюю камеру начнут поступать ионы № и ОН, образующие воду. [c.257]

Если теперь подсчитать баланс концентрационных изменений как разность чисел переноса ионов по отдельным зонам согласно схеме Бете и Торопова, то числа переноса в свободном растворе сокращаются и остаются только числа переноса в анодной и катодной диафрагмах. Тогда баланс концентрационных изменений в средней камере электродиализатора сводится к следующему уравнению [c.172]

Способность изменять числа переноса характерна не только для гетерогенных капиллярных систем, но и для. гомогенных мембран, изготовленных из ионообменных смол. В них электричество переносится практически целиком подвижными противоионами (п+1), тогда как фиксированные в матрице ионы (анионы в нашем случае) не участвуют в переносе. В этих системах наблюдается также избыточная проводимость (обусловленная высокой концентрацией ионов), аналогичная х,. Поскольку способность изменять кип приводит к следствиям, единым для обоих классов систем, мы объединим их в дальнейшем изложении общим термином диафрагмы [c.232]

В табл. 29 приведены значения диффузионных потенциалов на диафрагме, разделяющей разбавленные водные растворы соляной кислоты и хлоридов калия и натрия, рассчитанные по уравнениям (VI.9) и (VI.6) с заменой коэффициентов диффузии ионов числами переноса. Результаты вычислений в обоих случаях мало отличаются одни от других и близки к опытным значениям. [c.185]

Применяя мембраны, изменяющие числа переноса, т. е. электрохимически активные, можно значительно ускорить процесс электродиализа. Если поставить отрицательно заряженную мембрану на катодную сторону трехкамерного диализатора, то такая диафрагма будет увеличивать число переноса катионов, а положительно заряженная мембрана на анодной стороне будет увеличивать число переноса анионов. Таким образом можно значительно увеличить разницу чисел переноса ионов между диафрагмами. Такие диафрагмы называют идеально электрохимически активными. Разница между числами переноса в этом случае доходит до единицы, и выход по току достигает 100%. [c.258]

Таким обрааом, для вычисления АС необходимо определить количество переносимой соли металла. Полное прираш ение или убыль количества этой соли в каждом из электродных пространств можно найти как сумму двух слагаемых количества ионов, образовавшихся или, соответственно, осажденных в виде металла на электроде, И количества ионов, унесенных или принесенных током через диафрагму. При прохождении г фарадеев первое из этих слагаемых, как известно, равно одному грамм-иону, а второе определяется так называемыми числами переноса катионов и анионов i , причем = 1 (см. 29). Ниже приведены [c.52]

Если по обе стороны от диафрагмы ввести в растворы в равном количестве большой избыток постороннего электролита, то уравнение (1. 35) упрощается. При этом число переноса металлических ионов, участвующих в реакции, приближается к нулю, и переносятся током только посторонние ионы, концентрация которых по обе стороны одинакова. Соответственно реакция ячейки (при протекании z фарадеев) сводится уже к концентрированию или разбавлению целого моля МеА, и уравнение (1. 35) переходит в следующее [c.53]

Однако в большинстве случаев данные о всех необходимых характеристиках переноса неполны [7]. Для многокомпонентных растворов нельзя использовать метод движущейся границы, и числа переноса приходится получать менее точным методом Гитторфа. Аналогично оптические методы непосредственно не применимы, и коэффициенты диффузии определяют менее точным методом, использующим ячейку с диафрагмой. [c.303]

Так как количество электричества, переносимое анионами н катионами электролита, пропорционально их числам переноса, то очевидно, что из общего количества электричества Р, перенесенного щелочью через диафрагму, ионами 0Н было перенесено из катодного в анодное пространство пР, а ионами Ма+ из анодного в катодное (1 — п)Р, где п — число переноса ОН , а (1—п)—число переноса Na+. Поэтому в то время как на катоде образовался 1 г-э щелочи, из катодного пространства ушло через диафрагму п г-э ее и осталось в катодном пространстве (1 я) г-э. Следовательно, выход по току [c.289]

Если через п обозначить число переноса ионов гидроксила, тогда в случае, если бы ток переносился только щелочью, в то время как на катоде образовался бы 1 эквивалент щелочи, п эквивалентов были бы перенесены через диафрагму к аноду и выход щелочи по току В был бы равен В = 1 — — п если же вместо 1 эквивалента щелочи в переносе тока участвует х эквивалентов, то выход по току будет В — 1 —хп. Подставляем сюда значение X и получаем выражение [c.79]

О ВЛИЯНИИ ЭЛЕКТРООСМОСА НА НАБЛЮДАЕМЫЕ ЧИСЛА ПЕРЕНОСА ИОНОВ Б ДИАФРАГМАХ [c.59]

Прохождение постоянного тока через электрохимически активную (изменяющую числа переноса ионов п) диафрагму или мембрану, разделяющую два одинаковых раствора электролита, должно приводить к изменению его концентрации как внутри мембраны (в порах диафрагмы), так и в прилежащих слоях раствора. Исследование возникающих концентрационных профилей представляет несомненный интерес в связи с многочисленными приложениями электродиализ, электроосмотическое обезвоживание, электрохимическое закрепление грунтов, ионофорез лекарственных веществ, вызванная поляризация, аналитический метод определения чисел переноса ионов [1, 2]. [c.70]

Измерение потенциалов граничной поляризации и вольт-амперных характеристик проводилось на мембранах из катионитов СБС и КУ-2 (МК-40) и на системах, состоящих из двух жестких мембран, между которыми помещалась насыпная диафрагма из того же ионита. Иониты и мембраны обрабатывались по стандартной методике [171 опыты проводились в 5-10"a jv растворе K l. Б предварительных опытах было показано, что числа переноса катиона в жестких и насыпных диафрагмах близки между собой и мало отличаются от 1. Схема установки изображена на рис. 1 вольт-амперные кривые снимались с помощью каломельных электродов по обычной методике потенциал граничной поляризации регистрировался через 0,5 сек после выключения тока. [c.79]

Особенно нагляден этот эффект в продельном случае, когда число переноса коиона через диафрагму равно нулю и потоки коионов, а следовательно, и противоионов отсутствуют, в то время как существует ноток жидкости, т. е. происходит фильтрация растворителя. [c.90]

Для определения числа переноса ионов через диафрагмы удобно принять, что весь ток переносится через раствор ионами растворенного электролита, отбросив незначительное участие ионов воды [51]. Тогда изменение концентрации (в грамм-эквивалентах) какого-либо иона на одной стороне диафрагмы 8 при прохождении д кулонов электричества будет равно [c.46]

Ниже приведены отдельные функции диафрагмы механическое разделение твердых и газообразных продуктов протекаемость через диафрагмы сопротивление диффузии в случаях неподвижного электролита и фильтрующей диафрагмы влияние диафрагмы на числа переноса ионов. [c.107]

Ранее указывалось, что скорость процесса уменьшения концентрации электролита в средней камере электродиализатора может быть сильно увеличена по сравнению со скоростью при электрохимически неактивных мембранах применением двух мембран одного знака заряда, но имеющих разницу в числах переноса ионов. Применяя две керамические диафрагмы различного радиуса пор, можно было значительно увеличить эффективность процесса электролиза, поставив более тонкопористую диафрагму на катодную сторону и более грубопористую диафрагму на анодную, учитывая их отрицательный знак заряда. Это положение послужило основой при конструировании нашего аппарата для умягчения воды путем электродиализа. [c.183]

Влияние диафрагмы на числа переноса ионов [c.127]

Влияние диафрагм на числа переноса ионов заметно усиливается при понижении концентрации растворов (табл. 23). [c.134]

Эта разность может быть весьма значительна для полупроницаемых пленок, где Д к, а не значение дэеттачпотенциа ла (опрещеляет числа переноса. Основной причиной изменений чисел переноса в диафрагме является то обстоятельство, что ионы двойного слоя принимают значительное и вместе с тем неравное участие в общем переносе электричества чере 3 капилляр. [c.141]

Рассмотрим пример отрицательно заряженной диафрагмы в растворе КС1 (рис. 82). За [пределами двойного слоя в центральной зоне капилляра оба иона участвуют в переносе тока. В поверхностной зоне перенос тока осуществляется в основном катионами, так как анионы двойного слоя фиксированы на внутренней обкладке. Таким образом, в капилляре в целом катионы перенесут больше кулоно1а, нежели анионы Эта разность будет увеличиваться с развитием удельной поверхности капилляров. Число переноса катиона при отрицательном заряде диа фрагмы увеличивается с уменьшением г — радиуса пор и у меньшением концентрации ионов в растворе. Наоборот, при положительном заряде диафрагмы увеличивается число переноса аниона. [c.141]

Как видно из схемы, корпус прибора (5)—железная труба диаметром 10 см и длиной 1 л — заканчивается снизу днищем с фланцем на болтах. Подлежащая умягчению вода подается из бака ) (с приспособлением для поддержания постоянного уровня (2) и проходит через днище в среднюю камеру (3) между катодной (5) и анодной (6) диафрагмами. Сыр я вода, таким образом, идет снизу вверх и по достижении верхнего конца сливной трубки (4) стекает через выходное отверстие (10). Промывка анодной (5) и катодной камер (//) осуществляется через ответвления трубы из запасного бака, краны (12) и (13) и выходные отверстия катодной (14) и анодной (15) амер. В качестве анода (7) применялся пруток из нержавеющей стали (состава 66% Ре 33% Сг следы Мп), оказавшийся весьма устойчивым при длительной работе аппарата. Анодной диафрагмой служила керамическая труба из шамотной глины, которая была электрохимически неактивна, а в качестве катодной диафрагмы использовалась керамическая труба утельного обжига (800°), число переноса иона хлора через которую было равным 0,34. Таким образом, разница чисел переноса между этими диафрагмами была равна 0,16. [c.186]

Во мн. электрохим. произ-вах требуется разделение катодного и анодного пространств, к-рое осуществляют с помощью диафрагм, проницаемых для ионов, но затрудняющих мех. смешение и диффузию. При этом достигается разделение жвдких и газообразных продуктов, образующихся на электродах или в объеме р-ра, предотвращается участие исходных, промежут. и конечных продуктов Э. в р-циях на электроде противоположного знака и в приэлектродном пространстве. В пористых диафрагмах через микропоры переносятся как катионы, так и анионы в кол-вах, соответствующих числам переноса. В ионообменных диафрагмах (мембранах) происходит перенос либо только катионов, либо анионов, в зависимости от природы входящих в их состав ионогенных групп. При синтезе сильных окислителей используют обычно без-диафрагменные электролизеры, но в р-р электролита добавляют К2СГ2О7. В процессе Э. на катоде образуется пористая момит-хроматная пленка, выполняющая ф-ции диафрагмы. При получении хлора используют катод в виде стальной сетки, на к-рую наносят слой асбеста, играющий роль диафрагмы. В процессе Э. рассол подают в анодную камеру, а из анодной камеры выводят р-р NaOH. [c.432]

Для того чтобы избежать смешения отдельных частей жидкости, некоторые исследователи пользовались диафрагмами. Позже выяснилось, что приме ение глиняных диафрагм допустимо другие же диафрагмы, как, например, животные перепонки, изменяют число переноса. В этом случаг с о еих сторон диафрагмы наблюдаются изменения концентрации, аналогичные тем изменениям, которые появляются, когда вместо диафрагмы включают какой-нибудь растворитель, в котором данный электролит показывает другие числа переноса ) (см. ниже). [c.63]

Электрохимическая активность диафрагм характеризуется изменением чисел переноса ионов (Aw) в диафрагме по сравнепию со свободным раствором (Аи = — п, где Ui — число переноса иона вида i в диафрагме, п — соответственно в растворе). Для определения величины Аи используется метод мембранного потенциала и аналитический метод [1]. Последний основан на анализе концентрации электролита до и после прохождения тока в катодном (К) и анодном (А) околомембранных пространствах, разделенных диафрагмой. При этом предполагается, что концентрация электролита в диафрагме с за время опыта не изменяется (с == = onst), и что изменения концентраций в К и А равны по величине и обратны по знаку (т. е. рассматривается только электромиграция). Величина Аи в этом случае рассчитывается по формуле [c.59]

Для ионитовых мембран в зависимости от соотношения этих потоков в общем переносе вещества наблюдаемые на опыте числа переноса будут в бо.пьшей или меньшей степени отличаться от истинных (соответствующих чисто электрическому переносу), а концентран,ия электролита внутри мел1браны — от исходной [2, 3]. Для капиллярно-пористых диафрагм в работах [7—9, 11] также было показано, что значения Ап, рассчитанные по катодному (Ая ) и анодному (Ап ) околомембранным пространствам, не равны между собой, и что концентрация раствора внутри диафрагмы при прохождении тока может более чем в 3 раза превышать начальную. Однако в перечисленных работах отличия наблюдаемых А и от истинных были связаны в основном с диффузионным потоком, а электроосмотический (конвективный) поток либо был незначителен (Фсо в <С di/)> либо отсутствовал вовсе. [c.59]

О влиянии электроосмоса иа наблюдаемые числа переноса ионов в диафрагмах. С и д о -р ова М. п., Фридри хсберг Д. А., Лапшина Г. Л- Электроповерхностные явления в дисперсных системах. М., Наука , 1972, стр. 59—64. [c.188]

В процессах электроосмоса и электрофореза [11, 12] к диафрагмам предъявляются особые требования как в смысле их электрического зарчда по отношению к раствору, так и в смысле характера пористости. Высокая поверхностная активность некоторых микропористых диафрагм ведет, при прохождении через них, к изменению числа переноса некоторых ионов. [c.6]

Влияние диафрагм на числа переноса отдельных ионов изучали Стендер, Сирак, Воейков, Евстюхин и др. [43] при помощи прибора, изображенного на рис. 15. Диафрагма зажималась между двумя резиновыми кольцами 1, насаженными на короткие боковые отростки двух сосудов 2 с помощью медных [c.50]

Джиордани для случая проточного через диафрагму электролита заменил число переноса для ионов п другой величиной (п ) и получил аналогичную формулу [c.110]

Формулой (ПО) определяется число переноса для ионов гидроксила в условиях встречного протекания через капилляры диафрагмы, т. е. с учетом того, что протекание жидкости не равномерно по всему его сечению, азадерживается трением стенок. [c.117]

В разделе о влиянии протекаемости через диафрагму на степень использования тока было указано, что последняя зависит от числа переноса иона, причем там было рассмотрено только изменение числа переноса от изменения скорости движения иона в результате протекающей навстречу ему жидкости. Свойство диафрагм влиять в растворах с малой концентрацией электролита на числа переноса ионов, благодаря наличию на диафрагме электрокинетического потенциала, имеет существенное влияние на выход по току при электролизе разбавленных растворов. Наиболее подробно этот воп юс исследован на примере электрохимической очистки воды Г ригоровым, Марковичем, Жуковым и Никольским 160], Жуковым и Юрженко [51, 161], Юрженко [162] и Стендером, Воейковым, Сираком, Евстюхиным и др. [43]. Результаты этих работ при- ведены ниже. [c.127]

Существенное влияние на выход по току имеет также изменение чисел переноса ионов, обуслбвленное свойствами диафрагмы. Если диафрагма увеличивает значение числа переноса катиона в като-- [c.132]

Из данных табл. 22 видно, что с уменьшением среднего диаметра пор диафрагмы и с увеличением положительного заряда для анодной и отрицательного заряда для катодной диафрагмы выход по току при электрохимической очистке воды заметно возрастает. Несмотря на наличие явлений диффузии, можно в случае применения электрически активных диафрагм получить выходы по току, значительно превышающие. максимально возможный выход (20о/о) по току при нейтральных диафрагмах, и наоборот, в случае применения диафрагм, неблагоприятно изменяющих числа переноса ионов (например, аноднач в опыте 4), выход по току заметно, снижается. [c.134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология