Стационарный режим процесса и его динамика. Скорость накопления промежуточного соединения. Теории катализа, страница 11

Если к двум несмешивающимся жидкостям добавить третий компонент, растворимый в обеих жид-ях, то он распределится между ними в определённом количественном соотношении. Это соотношение есть величина постоянная и называется термодинамическая коэффициентом распределения K:

При равновесии хим. Потенциал третьей жидкости в 2-х фазах будет одинаклов

μI3II3

Химический потенциалзависит от активности 3-го компонента в р-ре.

μ3 = μº3+ RT ln а3      

μº(I)3+ RT ln а(I)3  = μº(II)3+ RT ln а(II)3

При  Т=const

А33 = с3/c3*y3/y3=K*y3/y3

Уравнение  называется законом распределения Нернста: распределение каждого из растворённых ве-в между двумя фазами определяется коэф-ом распределения, величина кот-го не зависит от присутствия других ве-в.

Коэф. распределения меняется с изменением конц. Распред-го вещ-ва в 2-х равновесных жидких фазах.

Важным следствием этого закона является экстрагирование, т.е. извлечение ве-ва из р-ра подходящим растворителем, который не смешивается с другим компонентом р-ра. С помощью экстракции можно разделять несколько веществ. Для увеличения полноты извлечения вещ-ва из водного слоя орг.растворителем экстрагирование проводят последовательно небольшими порциями  экстрагента (υ), при этом чем больше число последовательных стадий извлечения (n), тем больше полнота извлечения при одном и том же кол-ве взятого экстрагента.

   

где V1-объем экстрагируемого раствора;V2-объем экстрагента; m0- масса компонента в исходной смеси и после первой экстракции осталось m1;

После n  экстракций в первом растворе останется вещества 

24. Вывод уравнения, связывающего эквивалентную электропроводность с подвижностями ионов.

  I.  - электропроводность, где ρ – удельное электрическое сопротивление

q – площадь электрода (далее поперечное сечение сосуда,[см2]

l – расстояние между электродами

χ – удельная электропроводность, [ом-1•см-1]

  II.   - эквивалентная электропроводность, [см2/(г-экв•ом)]

где с – эквивалентная концентрация, [г-экв/л]

  III.   I = I++I- - количество электричества, перенесенное ионами через раствор в 1 сек

 - количество катионов, прошедшее через поперечное сечение за 1 сек

 - сила тока, т.к. каждый г-экв ионов несет согласно закону Фарадея             F=96486 K эл-ва.

 - скорость катионов, где u – абсолютная подвижность катионов, [см2/сек*в]

Аналогичные формулы для анионов (v, v’, c-, n-, I-)

Получаем:

  IV.   - закон Ома

Подставим в это выр-е значение К из (I) и (II), и приравняв правые части уравнений (III) и (IV), получим

Решив уравнение относительно λ, получим

для сильных электролитов, диссоциация которых считается полной, отношение 103сi/с=1

для слабых - 103сi/с=α

  V.  Учитывая подвижности катионов и анионов,

V=v*F             и               U=u*F

 получаем заданное выражение для разной степени диссоциации электролитов.

21. Скорость движения иона и его подвижность (уд и экв эл-ть сама)

Скорость движения ионаопределяется силой, действующей на ион, кот. равна произведению заряда иона на градиент потенциала поля, и фактором R, харак-щим сопротивление среды, зависящей от T, природы иона и раств-ля υi=(e*zi/R)*( ∆U/l) - ziзаряд иона; l – расстояние м/у электродами; ∆U – разность потенциалов м/у электродами.

Подвижность ионовкол-во электр-ва, переносящееся ионом.

Ii=ni*F (равно произв-нию общего кол-ва ионов на число Фарадея).

29. Понятия о ЭДС, скачках потенциалов, элементе и полуэлементе. Причина появления электродного потенциала.

Элемент – емкость,разделенная полупроницаемой перегородкой на 2 части.В каждом отделении-электрод и р-р электролита, соединенные мет. проводником.

Полуэлемент-отд.емкость с р-ром и эл-дом.

Скачок потенциала-наличие двух типов зарядов на границе раздела двух фаз у стенки электрода.

В элементе создается поток электричества за счет различия в знаках зарядов электродов и наличия скачков потенциалов на границе металл-раствор.Разность этих скачков называют ЭДС и ее можно замерять,включая в цепь источник тока с равной по величине, но обратной по направлению.