Коэффициента активности
 |
1. а) Учет размеров ионов приводит к формуле Дебая–Хюккеля второго приближения:
 |
где
 |
б) Параметр же b , как было показано на рис. 13.1, — это расстояние между центрами максимально сблизившихся ионов, т.е.
где r i — радиус ионов.
в) I . Если положить b ≈ 0, то получим предельный вариант (13.15), согласно которому lgγcp убывает с ростом по линейному закону (график 1 на рис. 13.2).
II. Более же точная формула (13.16,а) описывает нелинейное убывание lgγcp. Она справедлива в области I ≤ 0,1.
2. Пример. Пусть речь идет о соли KCl при с = 0,1 М. Здесь
 |
Тогда по формулам (13.15) и (13.16,а), соответственно, получаем:
 |
Разница довольно существенная.
3. а) Однако в п. 8.10 мы отмечали, что при очень высоких концентрациях коэффициент активности (а значит, и его логарифм) может начать увеличиваться.
 |
б) Для учета этого в теоретическую формулу (13.16,а) вводят дополнительный — эмпирический — член:
Здесь KS — константа, определяемая для каждого электролита опытным путем. Иногда ее называют константой высаливания.
в) Благодаря влиянию этого члена, с некоторого значения ионной силы коэффициент активности электролита начинает возрастать, что отражено графиком
III на рис. 13.2.
Подвижность ионов
Растворы электролитов — это, как известно, проводники второго рода. В них электрический ток обусловлен перемещением ионов под действием приложенной разности потенциалов.
В таких системах наблюдаются два типа явлений:
- во-первых, те, которые связаны с собственно перемещением ионов в растворе;
- во-вторых, так называемые электродные процессы, протекающие там, где изменяется механизм переноса электричества.
Сейчас будет рассмотрена первая группа явлений; к электродным же процессам мы обратимся в следующей главе.
1. а) На ион, как и на любую заряженную частицу, в электрическом поле действуют две силы – электрическая и сила сопротивления со стороны среды (рис. 13.3):
 |
 |
Здесь Е — напряженность электрического поля, т.е. сила, действующая в
данной точке поля на единичный положительный заряд.
б) В однородном поле
где U — разность потенциалов между точками, находящимися друг от друга на расстоянии I .
в) Поскольку сила сопротивления, как известно, пропорциональна скорости
движения частиц, то по достижении некоторой скорости сила Fсопр сравнивается с силой Fэл и движение становится равномерным.
 |
2. а) Из равенства сил находим скорость движения:
Как видим, эта скорость зависит от напряженности электрического поля в точке, где находится частица.
 |
б) Чтобы исключить эту зависимость, вводят новую величину — подвижность иона:
 |
в) Размерность ее, очевидно, такова:
г) Таким образом, u — это скорость движения частиц в электрическом поле
с единичной напряженностью.
д) Заметим также, что не следует путать обозначение подвижности (u) с
обозначением электрического напряжения, или разности потенциалов (U).
 |
3. а) Кроме того, часто используют эквивалентную подвижность иона:
Как видно, здесь скорость движения (в единичном поле) умножают на F —
число Фарадея, т.е. заряд 1 моля эквивалента ионов.
б) В итоге λ i характеризует скорость переноса заряда 1 молем эквивалентов ионов данного вида в поле с единичной напряженностью.
 |
в) Вновь определимся с размерностью:
при этом См (симменс) = l / Ом — единица проводимости.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 210.
