Числа переноса
Каждый
вид ионов переносит определенное
количество электричества, зависящее
от заряда и концентрации ионов, а также
скорости их движения в электрическом
поле. Отношение количества электричества
перенесенного ионами
вида,
к общему количеству электричества
перенесенному всеми ионами, находящимися
в растворе, называют числом переноса
ионов:
(32.42)
В соответствии с этим определением сумма чисел переноса всех видов ионов в растворе равна единице.
Для
симметричного электролита KA,
диссоциирующего на два вида ионов
и
,
количество электричества, перенесенное
катионами и анионами, составит
соответственно:
(32.43)
где
элементарный заряд;
заряд
катиона и аниона;
молярная
концентрация катионов и анионов
абсолютные
скорости ионов. Отношение чисел переноса
катионов
и анионов
равно отношению их абсолютных скоростей
или подвижностей:
,
а
поскольку
то
и
(32.44)
Из уравнений видно, что число переноса данного вида иона зависит от абсолютной скорости и подвижности обоих видов ионов, т. е. в растворах разных электролитах числа переноса одного и того же иона различны.
На степень гидратации ионов, величины их абсолютной скорости и числа переноса влияют концентрация раствора и температура. С ростом концентрации примерно до 0,1 моль/л для большинства электролитов числа переноса ионов изменяются незначительно; в области более высоких концентраций это изменение заметнее. При повышении температуры размеры гидратных оболочек слабо гидратированных ионов уменьшаются менее резко, чем сильно гидрати-рованных (а иногда даже увеличиваются). В результате величины абсолютной подвижности катионов и анионов сближаются, и их числа переноса стремятся к 0,5.
1
Диэлектрическая проницаемость
-
величина, показывающая, во сколько раз
сила взаимодействия двух зарядов в
изучаемой среде меньше, чем в вакууме.
2
Зарядом иона z называют
отношение заряда иона, выраженного в
кулонах, к заряду электрона
Кл; заряд иона, в кулонах, соответственно,
равен произведению ez.
3 Далее во всех случаях, где это особо не оговаривается, с целью упрощения мы будем говорить о коэффициенте активности и активности электролитов, понимая, что речь идет о среднем коэффициенте активности и средней активности. В дальнейшем пренебрегается и различием между тремя способами выражения активности (коэффициента активности), что вполне допустимо для разбавленных растворов.
4 Используют также определение – радиус (толщина) ионной атмосферы, дебаевский радиус.
5 Обозначение единицы электрической проводимости сименс, как и всех других единиц, происходящих от имен собственных, пишется с прописной буквы (См). Это обозначение нельзя путать с обозначением единицы измерения длины – сантиметр (см).