SU1264057A1

SU1264057A1 - Способ определени параметров электропереноса в концентрированных растворах электролитов

Info

Publication number: SU1264057A1
Application number: SU853901271A
Authority: SU
Inventors: Виктор Прокофьевич Трошин; Эльвира Владимировна Звягина; Валерия Александровна Мальвинова
Original assignee: Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе
Priority date: 1985-05-27
Filing date: 1985-05-27
Publication date: 1986-10-15

Abstract

Изобретение относитс к способу определени параметров электропереноса в концентрированных растворах электролитов„ Способ основан на пропускании электрического тока через растворы, наход щиес в трубке с дисперсным наполнителем. С целью расширени области применени и увеличени точности определени чисел переноса в растворах, содержащих несимметричные , по зар ду ионы, скорость течени раствора электролита измер ют в трубке, свободной от дисперсного наполнител в присутствии электрического тока при внешнем давлении, S удерживающем ионную границу неподвижной , а затем определ ют параметры электронереноса по формулам. Предлад to О5 о ел ч

Description

-0,i

s

гаемый способ позвол ет определить растворов , солтержащих несимметколичество молекул растворител , ув- рические по зар ду ипиы, и лекаемьгх ионом при движении, кинети- числа переноса ионов. 1 з.п. ческие числа гидратации ионов дл ф-лы, 1 ил.

1264057

Изобретение относитс к электрохимии и может быть использовано при изучении строени растворов электролитов и параметров электропереноса, таких как количество молекул растворител j увлекаемых ионом при движении за счет в зкостного механизма, кинетических чисел гидратации ионов, истинных чисел переноса и подвижностей ионов в растворах электролитов, содержащих несимметричные по зар ду ионы.

Цель изобретени - расширение об- .ласти применени путем определени количества молекул растворител , увлекаемых ионом при движении, и повышение точности определени чисел переноса ионов в растворах электролитов , содержащих несимметричные по зар ду ионы.

В растворах электролитов, содержащих несимметричные по зар ду ионы, количество положительных и отрицательных частиц в несколько раз отличаетс , что приводит к возникновению преимущественного потока растворител к одному из электродов в направлении движени тех частиц, которые в растворе больше, т.е. имеющих меньшую валентность . Это движение растворител накладываетс на перенос растворител за счет кинетической гидратации ионов и в зависимости от направлени потока либо усиливает, либо -уменьшает общий поток растворител , содержащего несимметричйые по зар ду ионы, в электрическом поле, обусловленном в зкостным механизмом увлечени молекул растворител ионами по направлению движени тех ионов, которых в растворе больше. Это перемещение раствора св зано со всеми влени ми электропереноса . Именно это новое свойство растворов электролитов, содержащих несимметричные по зар ду ионы, и позвол ет определить в этих растворах количество молекул воды, увлекаемых ионом при его движении, кинетическое число гидратации ионов и числа переноса ионов„

Способ осуществл етс с помощью устройства, представленного на чертеже .. .

Устройство представл ет собой Uобразную стекл нную трубку и содерг,

жит катодньй объем i, соединенньй с

вспомогательным электродным объемом

2, трубку с дисперсным наполнителем

4,заполненную кварцевым песком круп- костью 20 мкм, анодный измерительньм

капилл р 3, термостатируемую рубашку

5,Дл измерени скорости движени раствора в измерительном капилл ре и наблюдени за скоростью движени

ионной границы используютс микроскопы 6. В трубку с дисперсным наполнителем и анодный измерительный капилл р заливают индикаторный электролит, а в катодный объем - исследуемый

электролито

Перед включением электрического тока граница растворов продавливаетс вниз давлением воздуха, подводимого„ к катодному объему При пропускании

посто нного электрического тока между растворами образуетс ионна граница , перемещающа с вверх по песчаному столбику под действием тока. С помощью сжатого воздуха, подаваемого в

катодный объем, создаетс противоток и останавливают движение ионной границы на конце дисперсного наполнител .

Claims

Величина внешнего давлени подобрана такой, чтобы удерживать ионную границу неподвижной на конце дисперсного наполнител . Скорость раствора под действием приложенного внешнего давлени и при пропускании посто нного электрического тока через раствор измер ют в трубке без наполнител с помощью микроскопа и секундомера. За тем электрический ток выключают и снова измер ют скорость течени раствора в трубке без наполнител . При этом величина внешнего давлени поддерживаетс такой же, как и.при пропускании тока. В качестве примера определ лось перемещение растворител в растворе CoCl при С 3,5 г-моль/л. Пропускалс электрический ток величиной 20 тА Прилагалось давление величиной 5930 Н/м , которое позвол ло удерживать ионную границу между растворами СоСЦ- CdC.J, неподвижной. Измеренна при токе 20 тА и указанном давлении скорость раствора в трубке без дисперсного наполнител составила 0,49 10 см/с. Поддержива ту же мую величину давлени при выключенном токе, получили скорость раствора равной 0,36-10 см/с. Дл учета вли ни различи температур в трубке при пропускании тока и без тока, а также правильности вне сени поправки на растворимый электрод и движение ионов при пропускании электрического тока использовалс раствор КС1 4 н., содержащий симметричные по зар ду ионы. Результаты опытов показали, что при одном и том же давлении скорости раствора при пропускании электрического тока и без тока в пределах ошибки опыта 4% не различаютс . Измерени истинных скоростей движени ионов по скорости движени ионной границь на конце дисперсного наполнител 4 дали значени 1 ,3-10 см/с дп ионов кобальта в растворе CoCl при С 3,5 г-моль/л и 4-10 дл ионов хлора. Получив величину скорости в зкостного увлечени раствора по направлению движени ионов хлора, рассчитывают количество молекул воды, увлекаемых ионом хлора при движении в электрическом поле: 0,13-10 2,4-55,5 П г .. L Ь , „ ,-.-t. ci 4-10- 3,5 Дл числа переноса ионов кобальта получают: , ( 1,3+0,3.1) 10 965000-3.5-2-о,5-10 Т 20 Ю.Ю 0,27 Дл получени кинетического числа гидратации иона кобальта необходимо знать общий преимущественньцЧ перенос растворител в отсутствии внетнего давлени при гидростатическом равновесии . Дл раствора СоС 1- при С 3,5 г-моль/л измеренна экспериментально скорость преимущественного переноса растворител по направлению движени ионов кобальта равна 0,002 х X 10 см/с. Суммиру эту скорость со скоростью встречного потока растворител , обусловленного в зкостным увлечением ионами хлора, получают число гидратации иона кобальта h .(0,002+0,13) о 2,4 li л j Предлагаемый способ позвол ет определить в растворах электролитов, содержащих нecILM eтpичныe ионы, количество молекул растворител , увлекаемых ионом при движении, кинетические числа гидратации ионов и числа переноса ионов. Формула изобретени 1. Способ определени параметров электропереноса в концентрированных растворах электролитов путем пропускани электрического тока через раст- г воры, наход щиес в трубке с дисперсным наполнителем, удержани ионной границы неподвижной приложенным внешним давлением и определени истинной скорости движени ионов, отличающийс тем, что, с целью расширени области применени путем определени количества молекул растворител , увлекаемых ионом при движении , и увеличени точности определени чисел переноса ионов в растворах , содержащих несимметричные по зар ду ионы, измер ют скорость течени раствора электролита в трубке, свободной от дисперсного заполнител , затем в .отсутствии электрического тока вновь измер ют эту скорость при той же величине внешнего давлени и коли- честв.о молекул растворител п и числа переноса Т наход т из следующих зависимостей: ( v,-V ) Я-Г i - а f

tV, 4 (V V ) FC

I о с I

Т

количество молекул воды, де п увлекаемых ионом при движении;

У - скорость движени раствора при токе, см/с;

Уд - скорость движени раствора при выключенном токе, см/с;

V - скорость движени ионов,

см/с; « V - скорость растворител в

трубке, свободной от наполнител в отсутствии внешнего давлени , см/с;

С - концентраци растворител , г-моль H,jO/1000 см;

С -- концентраци раствора, . г-моль Н О/1000

1 - плотность тока,

F - посто нна Фараде ;

8д - сечение трубки без наполнител ;

S - сечение трубки с наполнителем;

C-J - валентность иона,
2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что, с целью повышени точности определени кинетических чисел гидратации ионов дл растворов , содержапщх несимметричные по зар ду ионы, дополнительноопредел ют скорость течени растворител в трубке , свободной от дисперсного наполнител в отсутствии внешнего давлени , а кинетическое число гидратации иона h определ ют по формуле

±(У| -УС) БрСр.

h

V ±:8„С