Кольрауш заңы

3.Гесс заңы, оның термодинамикалық тұрғыдан негізделуін түсіндіріңіз.

[pic 1]

[pic 2]

25. Кольрауш заңы. Иондардың ауысу саны туралы айтыңыз.

[pic 3]

Иондардың ауысу саны туралы айтыңыз.

Электрохимиядағы маңызды ұғымдардың бірі - ион тасымалдау саны.  Электролиттерде электр энергиясы бір уақытта оң және теріс иондармен тасымалданады, сондықтан, әрине, әр таңбаның иондарының осы процеске қатысуы қандай деген сұрақ туындайды (мысалы, BaCl3 ерітіндісіндегі Ba^2+ Және Cl^- үлесі; алюминий ерітіндісіндегі K^+, АI^3-  және SO4^2- үлесі).  Тасымалданатын электр энергиясының мөлшері иондардың концентрациясымен және олардың қозғалу жылдамдығымен анықталады.  Бір валентті электролиттегі катиондар мен аниондардың концентрациясы бірдей болғандықтан, олардың электр энергиясын беруге қатысуы тек олардың қозғалысының салыстырмалы жылдамдығына байланысты. Бір валентті электролитте катиондар мен аниондардың концентрациясы бірдей, электр энергиясының берілуіне nx қатысуы, олардың қозғалысының салыстырмалы жылдамдығына ғана тәуелді, Известия.  катиондардың қозғалыс жылдамдықтары бір-бірінен өте ерекшеленетіндігі, сондықтан тасымалдау сандары әр түрлі болуы керек.  Бұл ток өту кезінде электродтардағы электролит концентрациясының өзгеруін зерттеу негізінде Хитторфқа (1854) байланысты болды.  Иондардың берілу саны - бұл берілген иондар орамымен берілген электролит арқылы өткен электр энергиясының бөлігі, яғни ионның берілмеуі - бұл осы түрдегі иондармен өткізілген электр энергиясының электролит арқылы өткен жалпы электр энергиясының 1-ге қатынасы.  Тасымалдау сандары мен ион жылдамдықтары арасындағы байланысты орнатайық.  Ионның берген электр мөлшерінің бөлігі берілген нондар үшін ток күшінің үлесіне тең екені анық.  Катион тасымалдайтын электр энергиясының мөлшерін I+ белгілейді. Сол  арқылы катионның берілген нөмірі үшін аламыз:

I+ + I- = I болғандықтан, екі түрдегі иондарға ыдырайтын зат үшін: [pic 4][pic 5]

Потенциалдық градиент бірлікке тең болмаған кезде, біз жоғарыда айтылғандарға ұқсас:

[pic 6]

Сонымен, тасымалдау саны берілген ионның қозғалу жылдамдығының (немесе қозғалғыштығының) катион мен ионның қозғалыс жылдамдығының (n немесе қозғалғыштығының) қосындысына тең.  Катион мен анионның қозғалғыштығы концентрация мен температураға байланысты өзгеретін болғандықтан, олар концентрация мен температураның функциясы болып табылады.  Алайда, тасымалдау сандары мобильділіктің арақатынасын білдіреді, сондықтан олардың концентрация мен температураға тәуелділігі әлсіз.  Туынды қатынас, егер иондық мобильділіктердің сәйкес мәндері белгілі болса, тасымалдау сандарын есептеуге мүмкіндік береді.  Екінші жағынан, аударым нөмірін эксперименттік түрде анықтау ұтқырлықты есептеуге мүмкіндік береді.  (XVII, 22) теңдеулерден мынаны көруге болады:

яғни, берілген сан тек берілген ионға ғана тән емес, өйткені ол онымен жұптасқан ионның қозғалғыштығына байланысты.  Мысалы, хлор ионының әртүрлі электролиттердегі берілу саны келесі шамалармен өрнектеледі:[pic 7]

                                                                     [pic 8][pic 9]

Эксперименттік түрде ауыстыру сандары электродтардағы ион концентрациясының өзгеруінен анықталады (Хитторф әдісі).  Күріш.  XVII, 7 электролиз кезінде тұз қышқылы ерітіндісіндегі иондардың қозғалысының (электр энергиясының берілуінің) сызбасын көрсетеді.  Ваннаны электролитпен ойша үш бөлікке бөлейік: бөлік (анолит);  I - орталық бөлік;  1I1 - катион.  (католит).  1-бөлімдегі электролиз процесінде электролит концентрациясы өзгермейді, 1-ші және 11-ші бөлімдерде өзгереді.  А сызбасының жоғарғы бөлігінде (XVII, 7 суретті қараңыз) еріген заттың иондарының таралуы схемалық түрде көрсетілген.  Электролизге дейін барлық бөлімшелердегі ерітіндінің концентрациясы бірдей: суретте әр бөлімде алты жұп ион бар екендігі көрсетілген. алты жұп жоқ.  H қозғалысының абсолютті жылдамдығы Cl- жылдамдығынан шамамен 5 есе артық, сондықтан электролиз кезінде белгілі бір уақыт аралығында H иондары солдан оңға қарай сол уақытта оңнан солға қарай C- нондарынан 5 есе үлкен жолға өтеді.  Нәтижесінде оңға қарай Ns N солға қарай C-ноннан (B) қарағанда 5 есе көп 1/11 және 11 / I1 көлденең қималар арқылы сол жақтан өтеді.  Катод кеңістігінде алты қосымша сутек ионы пайда болады, ал қосалқы сорғыда сол мөлшерде қосымша хлор ионы пайда болады.  Бұл иондар электродтарда шығарылады және газдар түрінде бөлінеді (B).  Анод кеңістігінде бір жұп тон, ал катод кеңістігінде бес жұп көпік қалады.  Па анодындағы электролиттің жоғалуы (бес жұп көпір) катодтағы электролиттің азаюынан 5 есе көп (бір жұп көпір).  P / Pk коэффициенті катион мен анионның абсолюттік жылдамдықтарының қатынасына тең (біздің жағдайда бес).  Бұл коэффициент U / V ұтқырлық коэффициентіне тең.  Тасымалдау сандары 1-ге тең екені анық, және t коэффициенттерден анықталады.