1.3. Transport iontů v elektrickém poli

Podobné dokumenty
Zkouškový test z fyzikální a koloidní chemie

12. Elektrochemie základní pojmy

Fyzika biopolymerů. Elektrostatické interakce makromolekul ve vodných roztocích. Vodné roztoky. Elektrostatická Poissonova rovnice.

Transportní jevy. F = gradient jistého potenciálu

Transport hmoty a tepla v mikrofluidních systémech

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ.

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu. Pravé roztoky

Tepelná kapacita = T. Ē = 1 2 hν + hν. 1 = 1 e x. ln dx. Einsteinův výpočet (1907): Soustava N nezávislých oscilátorů se stejnou vlastní frekvencí má

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu. Pravé roztoky

Sdílení tepla. Úvod - Přehled. Sdílení tepla mezi termodynamickou soustavou a okolím je podmíněno rozdílností teplot soustavy T.

E = E red,pravý E red,levý + E D = E red,pravý + E ox,levý + E D

Stanovení kritické micelární koncentrace

Ú L O H Y

test zápočet průměr známka

Kinetika spalovacích reakcí

Jednosložkové soustavy

Roztoky - elektrolyty

ANODA KATODA elektrolyt:

Teorie kyselin a zásad poznámky 5.A GVN

Výpočty koncentrací. objemová % (objemový zlomek) krvi m. Vsložky. celku. Objemy nejsou aditivní!!!

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu

Chemické výpočty I. Vladimíra Kvasnicová

Raoultův zákon, podle kterého je při zvolené teplotě T parciální tlak i-té složky nad roztokem

Laboratorní práce č. 8: Elektrochemické metody stanovení korozní rychlosti

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

III. Stacionární elektrické pole, vedení el. proudu v látkách

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

KABELOVÉ VLASTNOSTI BIOLOGICKÝCH VODIČŮ. Helena Uhrová

ELEKTRICKÝ PROUD V KAPALINÁCH

Příloha-výpočet motoru

3. NEROVNOVÁŽNÉ ELEKTRODOVÉ DĚJE

Základní zákony a terminologie v elektrotechnice

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Roztoky - druhy roztoků

Číslo: Anotace: Prosinec Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Chemické výpočty I (koncentrace, ředění)

Na zaslal(a): Téra2507. Elektrochemické metody

CHEMICKÉ VÝPOČTY I. ČÁST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ. HMOTNOSTI ATOMŮ A MOLEKUL.

Acidobazické děje - maturitní otázka z chemie

Kovy - model volných elektronů

Zkouškový test z fyzikální a koloidní chemie

Nultá věta termodynamická

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ELEKTROMIGRAČNÍ METODY

Geochemie endogenních procesů 7. část

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Fyzikální praktikum 3

Tok - relativní pohyb sousedních elementů materiálu.

Základní chemické výpočty I

ELEKTROLÝZA. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Chemické veličiny, vztahy mezi nimi a chemické výpočty

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

VI. Nestacionární vedení tepla

Oxidace a redukce. Objev kyslíku nový prvek, vyvrácení flogistonové teorie. Hoření = slučování s kyslíkem = oxidace. 2 Mg + O 2 2 MgO S + O 2 SO 2

Elektrický proud. Elektrický proud : Usměrněný pohyb částic s elektrickým nábojem. Kovy: Usměrněný pohyb volných elektronů

6. Kinetické vlastnosti disperzních soustav

VÝPO C TY. Tomáš Kuc era & Karel Kotaška

Opakování

Jana Fauknerová Matějčková

Vibrace atomů v mřížce, tepelná kapacita pevných látek

Oxidace a redukce. Hoření = slučování s kyslíkem = oxidace. 2 Mg + O 2 2 MgO S + O 2 SO 2. Redukce = odebrání kyslíku

Elektrolýza. (procesy v elektrolytických článcích) ch) Základní pojmy a představy z elektrolýzy. V rovnováze E = 0 (I = 0)

Elektrochemický potenciál Standardní vodíková elektroda Oxidačně-redukční potenciály

Datum: Projekt: Využití ICT techniky především v uměleckém vzdělávání Registrační číslo: CZ.1.07./1.5.00/34.

[ ] d[ Y] rychlost REAKČNÍ KINETIKA X Y

Potenciometrie. Obr.1 Schema základního uspořádání elektrochemické cely pro potenciometrická měření

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Hallův jev. stud. skup. FMUZV (73) dne 5.12.

r j Elektrostatické pole Elektrický proud v látkách

Biochemický ústav LF MU (V.P.) 2010

Numerická matematika 1. t = D u. x 2 (1) tato rovnice určuje chování funkce u(t, x), která závisí na dvou proměnných. První

VY_32_INOVACE_6/15_ČLOVĚK A PŘÍRODA. Předmět: Fyzika Ročník: 6. Poznámka: Vodiče a izolanty Vypracoval: Pták

Termodynamika nevratných procesů

15. Elektrický proud v kovech, obvody stejnosměrného elektrického proudu

Chemické výpočty II. Vladimíra Kvasnicová

Pomoc v nouzi. (m B je hmotnost rozpouštědla v gramech)

FBI nevratné procesy Nevratný proces Nevratný proces nevratný ireverzibilní děj relaxační procesy Fickův zákon Fourierův zákon Ohmův zákon

Elektrochemie. Pøedmìt elektrochemie: disociace (roztoky elektrolytù, taveniny solí) vodivost jevy na rozhraní s/l (elektrolýza, èlánky)

Lambertův-Beerův zákon

Elektrický proud. Opakování 6. ročníku

Stanovení izoelektrického bodu kaseinu

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Elektrická vodivost elektrolytů. stud. skup.

CHEMIE A CHEMICKÉ TECHNOLOGIE (N150013) 3.r.

a) [0,4 b] r < R, b) [0,4 b] r R c) [0,2 b] Zakreslete obě závislosti do jednoho grafu a vyznačte na osách důležité hodnoty.

pracovní list studenta Acidobazické rovnováhy Odměrná analýza acidobazická titrace

Název materiálu: Vedení elektrického proudu v kapalinách

OBECNÁ CHEMIE. Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO.

U218 Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. Seminář z PHTH. 3. ročník. Fakulta strojní ČVUT v Praze

E ŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA

Principy chemických snímačů

DUM č. 16 v sadě. 11. Fy-2 Učební materiály do fyziky pro 3. ročník gymnázia

Nerovnovážné systémy Onsagerova hypotéza, fluktuačně disipační teorém


Transkript:

.3. Transport ontů v elektrckém pol Ionty se v roztoku vystaveném působení elektrckého pole pohybují katonty směrem ke katodě, anonty k anodě. Tento pohyb ontů se označuje jako mgrace. VODIVOST Vodvost = konduktance G G = G R [ ] = S Ω Odpor vodče R l R = ρ R s [ ] = Ω l délka vodče, s průřez vodče, ρ ([ ] = Ω m) ρ - specfcký odpor vodče Specfcká (měrná) vodvost = konduktvta κ κ = κ ρ [ ] = S m Specfcký odpor je pro vodč I. třídy charakterstckou konstantou závslou pouze na teplotě s rostoucí teplotou vzrůstá. Specfcká vodvost roztoku elektrolytu/ů se s rostoucí teplotou zvyšuje (opačná závslost než u kovů) a závsí na koncentrac elektrolytu/ů. Molární vodvost elektrolytu Λ Λ = κ Λ c [ ] = S m 2 mol - Pozor na jednotky! I molární vodvost elektrolytu na jeho koncentrac závsí. 22

Závslost molární vodvost Λ na analytcké koncentrac je pro několk elektrolytů znázorněna na obrázku. 5 4 HCl Λ HCl Λ HCOOH Λ lmtní molární vodvost elektrolytu = molární vodvost elektrolytu př nekonečném zředění (u slabých elektrolytů musí být zajštěna úplná Λ /S cm 2 mol 3 2 HCOOH dsocace). KCl Λ KCl -2-3 -4-5 c /mol dm -3 Slabé elektrolyty Arrhenův vztah α = Λ Λ přblžný, nezahrnuje vlv vzájemných nterakcí ontů Slné elektrolyty Kohlrauschův zákon pro un-unvalentní elektrolyty Λ = Λ Κ c, kde K je tzv. Kohlrauschova konstanta. Tento vztah platí pouze př nízkých koncentracích. 23

Kohlrauschův zákon neodvslého putování ontů Λ = ν + λ+ + ν λ, z+ z ve kterém λ označují lmtní molární vodvost katontů a anontů elektrolytu K. + a λ A ν+ ν Z grafu závslost Λ na c je patrné ( HCl) > Λ ( HCOOH) Λ ( KCl) Λ >> a na základě Kohlrauschova zákona neodvslého putování ontů je možné soudt λ >> λ > λ. + H 3 O Cl HCOO ( λ 2 2 2 + 35 S cm mol, λ 76 S cm mol, λ 55S cm mol, λ + H3O Cl HCOO K 74 S cm 2 mol ) POHYBLIVOST IONTŮ Ideální roztok Ionty v roztoku vystaveném působení elektrckého pole mgrují. Hnací slou je síla elektrcká F e, pro jejíž velkost platí Fe = z ee, kde z je nábojové číslo -tého ontu, e je elementární náboj a E ntenzta elektrckého pole. Tato síla, udílející ontu zrychlení, je kompenzována opačně orentovanou vskoztní slou F, která vznká jako důsledek pohybu ontu. Pro vskoztní sílu působící na kulovou částc o poloměru a, která se pohybuje rychlostí v v prostředí o vskoztním koefcentu η, platí Stokesův vztah F = 6π η av. 24

V ustáleném stavu F e = F z e v = E, 6πηa kde a je tzv. hydrodynamcký poloměr -tého ontu, tj. poloměr ontu včetně jeho solvátového obalu. Rychlost mgrace daného ontu je úměrná ntenztě elektrckého pole a koefcentem úměrnost je pohyblvost ontu U. Defnce U v = U E 2 [ ] = m V s Pro pohyblvost -tého ontu v deálním roztoku platí U z e =. 6πηa 25

Reálný roztok Pohyblvost ontu je též funkcí ontové síly roztoku. Konstantou charakterstckou pro daný on a dané rozpouštědlo se stává až př nekonečném zředění - lmtní pohyblvost U. Debyeova - Hückelova Onsagerova teore závslost pohyblvost na ontové síle vychází z představy ontové atmosféry. Schematcké znázornění kulově symetrcké ontové atmosféry, kdy se pozce jejího těžště x shoduje s pozcí centrálního ontu nesymetrcké ontové atmosféry v roztoku vystaveném působení vnějšího elektrckého pole x Relaxační efekt V elektrckém pol se nestíhá vytvářet (relaxovat) kulově symetrcká atmosféra nábojové těžště ontové atmosféry se neshoduje s pozcí centrálního ontu vzájemné brzdění pohybu ontů. Elektroforetcký efekt = umocnění vskoztního brzdění v důsledku pohybu ontové atmosféry v opačném směru kromě chaotcky se pohybujících molekul vody (rozpouštědla) jsou v okolí centrálního ontu molekuly vody vázané v první hydratační vrstvě protontů, které se společně s nm pohybují v opačném směru než centrální on. Relaxační a elektroforetcký efekt snžují rychlost pohybu ontu a tím jeho vodvost. Onsagerův lmtní vztah pro slný un-unvalentní elektrolyt má tvar ( Λ B ) c Λ = Λ, B + 2 ve kterém B a B 2 jsou konstanty zahrnující teplotu a charakterstky rozpouštědla. 26