Числа переносу іонів

Метали і Сварка

Одним з найважливіших понять в електрохімії є число перенесення іонів. В електролітах електрику переноситься одночасно позитивними і негативними іонами, в зв'язку з цим виникає питання, яке участь в даному процесі іонів кожного знака.

Кількість переноситься електрики визначається концентрацією іонів і швидкістю їх руху; коли концентрації катіонів та аніонів однакові, участь їх в перенесення ?? е електрики залежить лише від відносної швидкості їх руху. Оскільки швидкості руху катіонів та аніонів бувають істотно різними, тому і числа перенесення повинні бути різними. Це було встановлено Гитторф (1854).

Числом переносу іоновпрінято називати частка пройшов через електроліт електрики, перенесена даними родом іонів:

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, число перенесення дорівнює відношенню швидкості руху (або рухливості) даного іона до суми швидкостей руху (або подвижностей) катіона і аніона. Оскільки рухливості катіона і аніона змінюються з концентрацією і температурою в загальному випадку неоднаково, то й числа перенесення залежать від концентрації і температури, хоча ця залежність більш слабка.

Виведене співвідношення дозволяє обчислити числа перенесення, в разі якщо відомі значення подвижностей іонів. З ін.

Видно, що число перенесення не є характеристикою тільки даного іона, тому що залежить від рухливості парного з ним іона.

Експериментально числа перенесення визначаються зі зміни концентрації іонів у електродів (метод Гитторф).

Розглянемо схему руху іонів (перенесення електрики) в розчині HCl при електролізі. Розділимо подумки ванну з електролітом на три відділ ?? ення. I - анодная частина (анолит), II - центральна частина, III - катодний частина (католіт). У процесі електролізу в відділ ?? еніі II концентрація електроліту не змінюється, в відділ ?? еніях I і III - змінюється. Схема А. до електролізу концентрація розчину у НД ?? ех відділ ?? еніях однакова (в кожному з відділ ?? ень знаходиться по 6 пар іонів). Схема Б. абсолютна швидкість руху Н + приблизно в 5 разів більше, ніж швидкість Cl -. в зв'язку з цим протягом определ ?? енного проміжку часу при електролізі іони Н + пройдуть зліва направо шлях, в 5 разів більший, ніж іони Сl - за той же час справа наліво. В результаті в катодному просторі з'явиться 6 зайвих іонів водню, а в анодному - стільки ж зайвих іонів хлору. Схема В. ці іони розряджаються на електродах і виділяються у вигляді газів. В анодному просторі залишається одна пара іонів, в катодному - 5 пар іонів. Спад електроліту у анода DСА (5 пар іонів) в 5 разів більше убутку електроліту у катода Dск (1 пара іонів). Ставлення DСА / Dск дорівнює відношенню абсолютних швидкостей катіона і аніона і дорівнює відношенню їх подвижностей.