Spørgsmål:
Hvordan fungerer ledningsevne for ikke-redoxede ioner?
ManishEarth
2012-05-06 21:10:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Relateret (meget ens, men her vil jeg have en mekanisme) https://physics.stackexchange.com/q/21827/7433

Ved Kohlrausch-loven bidrager alle ioner til ledningsevnen for en elektrolyt.

Nu, som jeg forstår det, er ledningsmekanismen i en elektrolyt således:

  • Ioner migrerer i opløsning
  • Disse ioner reduceres eller oxideres ved elektroderne og omdannes til elektroner
  • Disse elektroner fortsætter ned ad ledningen, hvilket fører til en øget / opretholdt ledningsevne / strøm

Men denne mekanisme fungerer ikke for ioner, der ikke bliver redoxet - bevægelse af ioner i løsningen kan ikke oversættes til bevægelse af elektroner i ledningen og dermed det ser ud til (for mig), at ledningsevne ikke skal øges.

Men ioner som $ \ ce {NO3 -} $ har en sammenlignelig $ \ lambda $ (ionisk molær ledningsevne) - -så de øger ledningsevnen eksperimentelt.

Hvad er mekanismen for ledning via disse ioner?

Termodynamisk er nitrogendioxid mere tilgængelig fra nitrat end vand er fra dioxygen. Jeg tror, ​​mange ledningsevnemålere anvender et potentiale, der gør denne kemi mulig. Dette er et separat problem end den indbyrdes afhængighed af ioniske drivkræfter. Hvis du vil, kan jeg tale om sidstnævnte.
@Chris du kunne, men det ville gøre $ \ lambda _ {\ ce {NO2}} $ afhængig af potentialet, ville det ikke?
Eksperimentelt, hvordan bestemmer du ledningsevnen? Hvad sker der fysisk under denne måling?
@Chris: Kør strøm, mål spænding / strøm, brug $ V = IR $, brug dimensionerne på cellen for at få ledningsevne fra ledningsevne
Højre. En opløsning af 0,5 $ \ mu $ mol eddikesyre vil kræve ~ 4 V potentielt fald over elektroderne for at give 20 $ \ mu $ A. En endnu mindre koncentration vil resultere i en endnu mindre strøm ved dette potentiale, hvilket kræver endnu større følsomhed / dyrere hardware.
Pointen er, at strømmen er for lav til enhver mærkbar elektrolyse. Situationen for dit nitrat vil sandsynligvis være den samme afhængigt af den nøjagtige opsætning. Der er situationer, hvor arten ikke behøver at deltage i nogen redoxreaktion og stadig kan ændre ledningsevnen. Det er anderledes end din nitrat sag (jeg vil satse).
@Chris: `Der er situationer, hvor arten ikke behøver at deltage i nogen redoxreaktion og stadig kan ændre ledningsevnen. `Hvordan er det muligt? Det er præcis det, jeg leder efter.
Konduktivitetsmålere fungerer på AC! Frekvenser ved ca. 40 til 100 kHz anvendes. Alle elektrodereaktioner stopper ved ca. 20 til 40 Hz. .
En svar:
#1
+13
Chris
2012-05-07 22:27:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dette kan opstå på grund af ion-ion-interaktioner forårsaget af Coulombic-felter.

En korrekt forklaring er rodfæstet i transportfænomener. Desværre læres kemikere stort set ikke dette, men kemiske ingeniører får muligheden.

Under standardbetingelser tager ioner i en løsning en tilfældig gåtur under diffusion. Dette resulterer i ingen nettobevægelse af vores ioner over et tidsrum. Et sådant system, der forstyrres af et anvendt elektrisk felt, får ioner til at bevæge sig i en retning, vi siger, at ionerne vil flyde. Vi siger, at de har en drivhastighed. Disse hastigheder er påvirket af en række parametre, da der stadig er kontinuerlig kollision, men vi kan sige, at mobiliteterne vil være ulige for ioner af ulige størrelser.

Forskellige mobiliteter betyder, at koncentrationsgradienter dannes og ladningsseparation også . Vi bruger typisk et elektronutralitetsfelt som en rimelig tilnærmelse til at tillade analytiske løsninger til forskellige ligninger. Dette felt afhænger af alle de tilstedeværende ionstrømme og vil som sådan påvirke den samlede målbare strøm.

Resultatet er simpelt: introduktionen af ​​enhver ion vil forårsage en forstyrrelse i marken, som alle ioner støder på i opløsning .

Men hvordan oversættes dette til elektroner i ledningen? Eller “trækker og holder” ionen elektronen på plads (dybest set bringer Coulomb-kraften nogle ekstra elektroner til elektroden som en gang-per-ion-effekt?) Overførselsfænomener lyder interessant, tak for resten!
Åh jeg ser .. Du siger, at de ikke-redoxioner påvirker marken og dermed forbedrer mobiliteten -> ledningsevne.
Dette er et godt svar (opstemt!), Men er meget "atomfokuseret" i stedet for "feltfokuseret". Måske er det en kemiker versus fysiker ting eller noget. Under alle omstændigheder styres ioner, der diffunderer under indflydelse af elektriske felter, af [Nernst-Planck-ligningen] (http://da.wikipedia.org/wiki/Nernst%E2%80%93Planck_equation). Dette gælder for enhver ion, uanset om de deltager i kemiske reaktioner på elektrodeoverflader eller ej. Elektriske felter, der stammer fra elektroderne i en elektrokemisk celle, påvirker opførelsen af ​​hver ladet partikel (dvs. ion), der er i nærheden.


Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...