Краткая теоретическая часть. Основные понятия, определения, формулы
Проводники I и II рода
В зависимости от типа носителей электричества различают проводники 1-го и 2-го рода. В проводниках 1-го рода, к которым относятся металлы и сплавы, перенос электричества осуществляется электронами (электронная проводимость). При увеличении температуры электронная проводимость ухудшается.
В проводниках 2-го рода, к которым относятся растворы кислот, солей, оснований и расплавы электролитов, перенос электричества осуществляется ионами (ионная проводимость). При увеличении температуры электролитическая проводимость улучшается.
Скорость движения ионов в растворе значительно меньше скорости движения электронов в металле, поэтому электрическая проводимость металлов больше, чем электрическая проводимость растворов электролитов.
F Электролитическая подвижность ионов (u) – это средняя скорость направленного движения ионов в растворе при напряженности электрического поля 1 В/м
Величина электролитической подвижности ионов в растворах зависит от:
Природы иона: чем меньше истинный радиус иона, тем больше его эффективный радиус в растворе электролита, который определяется степенью его гидратации (сольватации), тем ниже подвижность. Степень гидратации будет тем больше, чем больше плотность заряда на поверхности иона электролита. Скорость движения многозарядных ионов мало отличается от скорости движения однозарядных, что обусловлено большей степенью гидратации многозарядных вследствие большей плотности заряда на их поверхности (таблица 2, приложение).
Природы растворителя:
а) чем больше его полярность (выше диэлектрическая постоянная), тем больше степень гидратации, тем меньше электролитическая подвижность;
б) чем больше вязкость среды, тем больше сопротивление движению иона, тем меньше подвижность.
Ионной силы раствора: чем больше ионная сила раствора, тем сильнее межионное взаимодействие, тем меньше подвижность.
Температуры раствора: с увеличением температуры уменьшается вязкость среды и степень сольватации (гидратации) в связи с чем увеличивается электролитическая подвижность.
Концентрации ионов. При повышении концентрации электролита увеличивается ионная сила раствора, и скорость движения ионов уменьшается за счет возрастающих межионных взаимодействий. Концентрация ионов зависит от силы электролита. В растворах сильных электролитов при разбавлении (концентрация ионов в единице объема раствора уменьшается) снижается межионное взаимодействие и подвижность ионов увеличивается. В растворах слабых электролитов подвижность их ионов мало зависит от разбавления, так как концентрация ионов в этих растворах невелика.
F Предельная подвижность иона uо, [м2/(Вс)] – это средняя скорость направленного движения ионов в бесконечно разбавленном растворе при напряженности электрического поля 1 В/м.
Предельная подвижность ионов зависит только от их природы (приложение, табл. 2) и температуры. Ионы Н+ и ОН– обладают аномально высокой предельной подвижностью, что связано с особым механизмом (эстафетным) их движения.
П од действием внешнего электрического поля в ассоциированных водородными связями молекулах воды происходит перераспределение связей, в результате чего обеспечивается перенос ионов Н+ и ОН–. При движении иона Н+ он как бы передается от одной молекулы воды к другой, а при движении иона ОН– протон передается от молекулы воды к иону ОН–.
Подвижность иона ОН– меньше, чем иона Н3О+, так как протон в ионе Н3О+ связан менее прочно, чем в молекуле воды. В неводных растворителях ионы Н+ и ОН– не обладают аномально высокой предельной подвижностью, так как в них невозможен эстафетный механизм
Экспериментально определенные значения подвижности меньше расчетных. Это объясняется двумя причинами: при движении иона в электрическом поле возникают два тормозящих эффекта: электрофоретический и релаксационный.
Электрофоретический эффект обусловлен тем, что в электрическом поле ион движется в одну сторону, а его ионная атмосфера в другую, что и создает дополнительное торможение. С увеличением концентрации плотность ионной атмосферы увеличивается и, как следствие, увеличивается тормозящий эффект.
Релаксационный эффект – это эффект асимметрии ионной атмосферы. Движение иона и его ионной атмосферы в разные стороны приводит к тому, что концентрация ионов в ионной атмосфере позади движущегося иона всегда выше, чем впереди, т.е. наблюдается несимметричность ионной атмосферы, что также создает дополнительное тормозящее действие.
- Предисловие Модуль курса общей химии «Основы электрохимии. Редокс-процессы и равновесия» для студентов медицинского вуза включает следующие подразделы (модульные единицы):
- Тема: Редокс-процессы (овр) и равновесия. Редокс-потенциалы, биологическая роль
- Краткая теоретическая часть
- Классификация овр
- Составление уравнений овр
- Направление овр
- Редокс-процессы (овр) в живых организмах
- Тема: Электрическая проводимость растворов электролитов. Кондуктометрия, ее применение в медико-биологических исследованиях
- Краткая теоретическая часть. Основные понятия, определения, формулы
- Электрическая проводимость. Удельная электрическая проводимость раствора.
- Закон независимого движения ионов Кольрауша
- Кондуктометрические методы анализа
- Использование кондуктометрии в медицине
- Электролиты в организме. Слюна как раствор электролитов
- Учебно-исследовательская лабораторная работа № 1 «Определение степени и константы диссоциации уксусной кислоты кондуктометрическим методом»
- Электродные потенциалы
- Стандартный электродный потенциал
- Классификация электродов
- Поэтому водородный электрод можно использовать в качестве индикаторного для определения рН среды.
- Активная концентрация восстановленной формы больше активной концентрации окисленной формы (рис. 12 а).
- Активная концентрация восстановленной формы меньше активной концентрации окисленной формы (рис. 12 б).
- Активные концентрации окисленной и восстановленной форм равны, но электронодонорная способность восстановленной формы не совпадает с электроноакцепторной способностью окисленной формы.
- Гальванические элементы
- Определение электродных потенциалов
- Тема: Биопотенциалы (диффузионные, мембранные)
- Краткая теоретическая часть Основные понятия, определения, формулы Диффузионный потенциал
- Мембранный потенциал
- Биоэлектрические потенциалы. Потенциалы покоя и действия
- Тема: Потенциометрия, применение в физико-химических методах исследования
- Краткая теоретическая часть Основные понятия, определения, формулы
- Стеклянный водородный электрод
- Электроды сравнения
- Определение рН биологических жидкостей
- Понятие о потенциометрическом титровании
- Учебно-исследовательская лабораторная работа № 2 «Потенциометрическое определение рН биологических жидкостей»
- Тема: Электрохимическая коррозия. Возникновение гальванопар при металлопротезировании. Коррозионная стойкость конструкционных стоматологических материалов
- Краткая теоретическая часть
- Учебно-исследовательская лабораторная работа № 3 «Образование микрогальванических элементов при контакте металлов»
- Обучающие задачи с решением
- Ответ: потенциал водородного электрода в исследуемом растворе равен –0,068 в.
- Задачи для самостоятельного решения
- Теоретические вопросы для студентов стоматологического факультета
- Теоретические вопросы для студентов медико-профилактического факультета
- Приложение
- 1.Основные величины, используемые в электрохимии
- Значения предельных подвижностей ионов (uо, м2/(вс)) в водных растворах при 298 к.
- 3. Предельная молярная электрическая проводимость ионов (, Смм2моль–1)
- Значения удельных электрических проводимостей
- 5. Стандартные восстановительные (редокс) потенциалы (25оС)
- 7. Потенциалы электродов сравнения
- Литература
- Оглавление
- Окисление глюкозы