ion mobilitás - kémia
2. Az mobilitása ionok
Társult elektrolit vezetőképessége egy mozgás sebessége-CIÓ annak ionok elektromos mező. Kiszámításához Elektroprom-vezetőképesség elég ahhoz, hogy számolja meg a áthaladó ionok bármely keresztmetszetének az elektrolit tartály egységnyi idő standard körülmények között, azaz. E. térerősségnél 1 V / cm. .. Mivel a villamos hajtjuk ionokkal-TION különböző karakterek, mozgó ellentétes irányban, a teljes villamos energia mennyisége áthaladó oldott 1 sec, azaz, az aktuális erőt én, az összegek a villamos energia, illetve vándoroltak kationok és anionok I + I-:
Jelöljük sebesség és kationok keresztül „(cm / másodperc), a mozgási sebessége anionok révén v” (cm / sec) egyenértékű con-központosítás ionok révén ci (g-ekvivalens / cm3), a keresztmetszet A henger a hengeres edény révén q (cm-ben), a az elektródok közötti távolság révén L (cm-ben), és a potenciális különbség az elektródák közötti a-E (V). Mi számolja meg a kationok kiterjesztése Th-cut keresztmetszeti nézete elektrolit 1 mp. Ez idő alatt, az egyik oldalán a keresztmetszet lesz az összes kationok voltak a kezdeti pillanatban, a távolból, és nem több, mint „lásd a kijelölt szakasz, azaz. E. Minden kationok az ömlesztett u'q. Száma kationok n +. áthaladó keresztmetszete 1 mp:
Mivel minden egyes gramm ekvivalens ionok hordoz szerinti Faraday-törvény F = 96.485 K a villamos energia, a jelenlegi (a):
Anionok sebesség egyenlő v”, arra hivatkozva, ugyanúgy, megkapjuk
Egy teljes áram (egyenértékű ion koncentráció azonos, azaz, a C + = C- = ci ..):
És sebességét ion Motion 'és V természetétől függ az ionok, on-térerősség E / l, koncentráció, hőmérséklet, és a közeg viszkozitása t. D.
Tegyük fel, hogy az összes tényező, kivéve a térerősség állandó, és a sebessége az ionokat a folyadék időben állandó állandó alkalmazott erő, ha a közeget, amelyben ezek mozgást-zhutsya rendelkezik elegendő viszkozitást. Következésképpen feltételezhető, hogy a sebesség az ionok arányos az alkalmazott erő, vagyis a térerősség ..:
ahol u és v-arányosság együtthatók, amelyek egyenlő a sebessége az ionok egy térerősség 1 V / cm.
Az értékek u és v nevezzük abszolút mobilitásának ionok. Ezek mért cm 2 / (s · c).
Behelyettesítve (25) a (24) egyenletben, egy félig-CPM
Behelyettesítve (27) egyenlet értékeit K és egyenlővé jobb oldalán (26) egyenlet és (27) van:
Megoldása az egyenletnek (28) tekintetében # 955;, megkapjuk
Az erős elektrolitok, disszociáció, amely akkor tekinthető befejezettnek, az arány 1000 Ci / c = 1; gyenge elektrolitok 1000 Ci / c = # 945;. Bemutatjuk az új jelölés:
és hívja az értéket U és V ionmobilitás. Ezután az erős elektrolitok
és gyenge elektrolitok
# 955; = (U + V) # 945; (32)
Végtelen hígítás (m. E. során # 966; → ∞, U → U∞. És V. → V∞ # 945; → 1), megkapjuk
mind az erős és gyenge elektrolitok. U∞ nagyságát és V∞. nyilvánvalóan korlátozza a mobilitását ionok. Ezek az egyenértékű vezetőképesség kation és ani-külön-külön végtelen hígítás és mérjük ugyanabban az egységben, hogy a # 955; vagy # 955; .. ∞ azaz cm 2 / (ohm • g-ekvivalens). Egyenlet (33) egy expressziós K.olrausha jog: egyenértékű-vegyértékei vezetőképessége végtelen időre-beadott egyenlő marginális mozgékonysága az ionok.
Mobilitás U és V a (32) egyenletben függ összefonódás-maxi- (hígítás), különösen az erős elektrolitok nagy koncentrációban, ahol U és V értéke kisebb, mint U∞ és V∞. növekvő miatt kölcsönös kohéziója ionok ellentétes előjelű (befolyása ionos atmoszféra). Ugyanez számít a gyenge elektrolitok, de kisebb mértékben, mivel koncentrációban bepárlás ionok kicsi.
Nem szabad elfelejteni, hogy az érték az U és V (és ebből következően U∞ és V∞) tartozik 1 g - ekvivalens ezen ionok.
A mobilitás egy lényeges jellemzője az ionok a-RAGE sajátos részvételét az elektromos elektron-trolita.
A vizes oldatok, összes ionra kivéve ionok H3 O + és OH -. Ez ugyanolyan nagyságrendű mobilitása. Ez azt jelenti, hogy az abszolút-mozgékonyság (u és v) -Továbbá azonos nagyságrendű egyenlő több centiméter óránként (K + -2,5; OH - - 4,16; H3 O + - 10 cm / óra).
Ha az ionok a festett, mozgásuk alatt bizonyos feltétel házireceptek közvetlenül is lehet mérni, és ily módon meghatározott abszolút-injekciót mobilitást.
A táblázat segítségével korlátozza a mobilitást ionok és Kohlrausch jog, egy könnyen kiszámítható a határérték-nek az elektromos vezetőképesség a megfelelő megoldásokat.
Az egyenértékű vezetőképessége sóoldatok mennyiségében kifejezett nagyságrendű 100-130 cm 2 / (g-ekvivalens • ohm). Tekintettel a rendkívüli nagy telno hidrónium ion mobilitás értékeit # 955; ∞ savak 3-4-szor nagyobb, mint a # 955; ∞ a sók. Alkáli elfoglalni egy közbenső pozícióba.
ion mozgás lehet hasonlítani a mozgását, a makroszkopikus-ég labda egy viszkózus közegben, és hogy a jelen esetben alkalmazandó Stokes képlet:
ahol e az elektron töltése; Z-számú elemi díjak ion; r-hatékony-sugara az ion; # 951; - viszkozitási együttható; E / 1 - térerősség.
A hajtóerő - a térerősség E / 1 kiszámításakor ab lutely fogadja mobilitása egyenlő egységét. Ezért-telno sebessége ion mozgás fordítottan arányos a sugár. Tekintsük a száma Li +. Na +. K +. Mivel a megadott számú igaz sugarak ionok növekszik, a mobilitást kell csökkenteni, hogy megfeleljen a ugyanabban a sorrendben. Azonban a actu-ség nem. Chiva-mobilitás elvették, amikor elhaladnak: Li + K + csaknem megduplázódott. Ebből arra lehet következtetni, hogy az oldatban, és egy ionrácsos ionok különböző sugárral. Minél alacsonyabb a IC sáros ( „kristály-kémiai”) ion sugara, annál nagyobb a hatásos sugár az elektrolitban. Ez a jelenség azzal a ténnyel magyarázható, hogy az ionok az oldatban nem szabad, hidratált vagy (a jelen esetben ob) szolvatált. Ezután a hatásos tartomány mozgó-schegosya ion az elektromos mező fogja meghatározni főként a hidratáció foka, azaz. E. száma társított ion-mo vízmolekulák.
Kommunikáció ionok az oldószer molekulái, különösen vízmolekulák, ion-dipólus, és mivel a térerő a felszínen a lítium-ion sokkal nagyobb, mint a felszínen a kálium-ion (alsó felülete az első felület a második, és a sugara, r. F. távolság a víz dipólusok Single-AF-hatékony-töltés közepén az ion kisebb), a hidratálási fokát a lítium-ion nagyobb fokú hidratálást a kálium-ion. Szerint a Stokes képlet, többszörösen töltött ionok mobilitása nagyobb-ség, mint egyszeres töltésű. Velocity többszörösen töltött ionok kicsit különbözik a mozgás sebessége egyszeres töltésű, ami nyilvánvalóan miatt a nagyobb ste-Peña hidratáció miatt nagyobb térerő által generált többszörösen töltött ionok.
Nem szabad elfelejteni, hogy az alkalmazhatóságát Stokes képlet külön ionok nem kellően megalapozott. Stokes képlet írja le a mozgás a labda egy folytonos közegben. Az oldószer nincs ion, például közepes, azonban az összes keletkező vor öszvéreket Stokes vonatkozó következtetések hidratációja ionok, csak minőségiek, és látszólag hasznosak az Audio Output stvennoj mozgás becslés csak nagy gömb alakú ion típusú N (C4 H9) 4 +.
Információ az „elektromos vezetőképessége elektrolitok”
a vezetékek a második fajta, amelyeket az jellemez, ionos vezetőképesség. A tanulmány célja az, hogy meghatározza az egyenértékű vezetőképessége lizin és létrehozó egyenértékű vezetőképessége a koncentrációtól függően. A szakirodalom áttekintése az a képessége egy anyag vezeti az elektromos áramot.