Потенциал жидкого перехода

редактировать

Потенциал жидкого перехода возникает, когда два раствора электролитов разной концентрации контактируют с каждым Другие. Более концентрированный раствор будет иметь тенденцию диффундировать в сравнительно менее концентрированный раствор. Скорость диффузии каждого иона будет примерно пропорциональна его скорости в электрическом поле или их подвижности ионов. Если анионы диффундируют быстрее, чем катионы, они будут диффундировать вперед в разбавленный раствор, оставляя последний отрицательно заряженным, а концентрированный раствор положительно заряженным. Это приведет к образованию двойного электрического слоя положительных и отрицательных зарядов на стыке двух растворов. Таким образом, в точке соединения будет развиваться разность потенциалов из-за ионного переноса. Этот потенциал называется потенциалом жидкого перехода или диффузионным потенциалом, который является неравновесным потенциалом. Величина потенциала зависит от относительной скорости движения ионов.

Содержание

  • 1 Расчет
  • 2 Устранение
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки

Расчет

Потенциал жидкого перехода нельзя измерить напрямую, но рассчитано. электродвижущая сила (ЭДС) концентрационной ячейки с переносом включает в себя потенциал жидкостного перехода.

ЭДС концентрационной ячейки без транспорта:

E nt = RTF ln ⁡ a 2 a 1 {\ displaystyle E _ {\ mathrm {nt}} = {\ frac {RT} {F} } \ ln {\ frac {a_ {2}} {a_ {1}}}}{\ displaystyle E _ {\ mathrm {nt}} = {\ frac {RT} {F}} \ ln {\ frac {a_ {2}} { a_ {1}}}}

где a 1 {\ displaystyle a_ {1}}a_ {1} и a 2 { \ Displaystyle a_ {2}}a_ {2} - активности HCl в двух растворах, R {\ displaystyle R}R - универсальный газ константа, T {\ displaystyle T}T - температура, а F {\ displaystyle F}F - постоянная Фарадея.

ЭДС концентрационной ячейки с транспортом (включая число переноса ионов ) составляет:

E wt = t MRTF ln ⁡ a 2 a 1 {\ displaystyle E _ {\ mathrm {wt}} = t_ { M} {\ frac {RT} {F}} \ ln {\ frac {a_ {2}} {a_ {1}}}}{\ displaystyle E _ {\ mathrm {wt}} = t_ {M} {\ frac {RT} {F}} \ ln {\ frac {a_ {2 }} {a_ {1}}}}

где a 2 {\ displaystyle a_ {2}}a_ {2} и a 1 {\ displaystyle a_ {1}}a_ {1} - активности растворов HCl правого и левого электродов, соответственно, и t M {\ displaystyle t_ {M }}{\ displaystyle t_ {M}} - транспортный номер Cl.

Потенциал жидкостного перехода - это разность между двумя ЭДС двух концентрационных ячеек, с ионным переносом и без него:

E lj = E wt - E nt = (t M - 1) RTF ln ⁡ a 2 a 1 {\ displaystyle E _ {\ mathrm {lj}} = E _ {\ mathrm {wt}} -E _ {\ mathrm {nt}} = (t_ {M} -1) {\ frac {RT} {F} } \ ln {\ frac {a_ {2}} {a_ {1}}}}{\ displaystyle E _ {\ mathrm {lj}} = E _ {\ mathrm {wt}} -E _ {\ mathrm {nt}} = (t_ {M} -1) {\ frac {RT} {F}} \ ln {\ frac {a_ {2}} {a_ {1}}}}

Устранение

Потенциал жидкого перехода мешает точному измерению электродвижущей силы химической ячейки, поэтому ее Эффект должен быть минимизирован, насколько это возможно для точного измерения. Самый распространенный метод устранения потенциала жидкого перехода - это установка солевого мостика, состоящего из насыщенного раствора хлорида калия (KCl) и нитрата аммония (NH 4NO3) с ацетатом лития (CH 3 COOLi) между двумя растворами, составляющими соединение. Когда используется такой мост, ионы в нем присутствуют в большом избытке в месте перехода, и они переносят почти весь ток через границу. Эффективность KCl / NH 4NO3связана с тем, что в этих солях числа переноса анионов и катионов одинаковы.

См. Также

Ссылки

  • Advanced Physical Chemistry by Gurtu Snehi
  • Принципы Physical Chemistry by Puri, Sharma, Pathania

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-27 11:05:14
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте