химический каталог




Курс физической химии. Том II

Автор Я.И.Герасимов

да при холоднопламен-ном окислении бутана. Показано, что незначительные количества СОг в этой реакции образуются путем окисления СО.

§ 5. Применение меченых атомов для исследования поверхности твердых тел и гетерогенных реакций

Радиоактивные индикаторы могут быть с успехом применены для изучения кинетики обменных реакций в гетерогенных системах. Интересными реакциями, которые не могли быть изучены без применения меченых атомов, являются реакции осадков с ионами, находящимися в растворе, или реакции между твердыми телами (например, металлами) и ионами. В ряде случаев изотопы могут быть успешно применены для изучения свойств и величины поверхности мелкокристаллических или пористых тел.

Панет еще в 1922 г. предложил метод определения поверхности кристаллических порошков с помощью радиоактивных атомов. Осуществляя обмен меченых ионов свинца с поверхностью кристаллического осадка сульфата свинца, легко определить количество ионов свинца, находящихся на поверхности кристаллов, а зная площадь, занимаемую одним ионом свинца, можно легко определить общую Поверхность порошка. Площадь, занимаемую одним ионом вещества на поверхности, легко вычислить из расстояний между ионами в кристаллической решетке твердого тела. Эта величина (I2) получается из очевидного равенства

(XIV, 40)

где М — масса 1 моль; а — количество грамм-атомов в 1 моль твердого тела; iVA — число Авогадро; р — плотность вещества.

Принцип метода определения величины поверхности кристаллического порошка заключается в следующем. Порошок сернокислого свинца взбалтывают с раствором, содержащим радиоактивный свинец. В результате обмена ионов устанавливается обменное равновесие, причем коэффициент разделения можно с достаточной степенью точности принять равным единице. Следя ?а измене

нием активности раствора во времени и постоянно перемешивая смесь, можно выяснить кинетику реакции обмена. Обычно реакции изотопного обмена подчиняются уравнению первого порядка. Степень обмена х через время t после начала реакции обмена может быть легко найдена из соотношения

ап —- а,

х = —° — (XIV, 41)

где а0 — начальная удельная активность радиоактивного вещества; ах — активность этого вещества после того, как установится равновесие; at—то же спустя время t после начала реакции обмена.

Если в обменной реакции осадок — ион нли твердое тело — ион принимают участие только те атомы осадка или твердого тела, которые находятся на поверхности, и если коэффициент разделения равен единице, то можно определить массу вещества, способного принять участие в обменной реакции, с помощью следующей пропорции:

ёГраствор аоо

где g'noeepiH — масса вещества, находящегося на поверхности твердого тела и способного принять участие в реакции обмена; ?Граствор— масса этого вещества в растворе.

Масса вещества, находящегося в растворе, может быть найдена путем обычного химического анализа. Поэтому из выражения (XIV, 42) легко определить количество ионов, находящихся на поверхности [величину ?Поверхн (NAJA), где NA — число Авогадро и А — масса 1 г-иона], а зная размеры ионов, легко определить, как уже было сказано выше, общую поверхность кристаллов.

Другим примером обменной реакции между осадком и ионом в растворе может служить реакция между осадком хлористого серебра* и ионами серебра, к которым подмешай радиоактивный изотоп серебра n,Ag, обозначенный Ag*:

AgCl + Ag+* z=r AgCl 4- Ag+ ?

В некоторых случаях обмен оказывается возможным не только на поверхности твердого тела, но и в его объеме вследствие диффузионного проникновения ионов из раствора. Такой процесс самодиффузии может привести к равномерному распределению радиоактивного вещества во всей системе твердое тело — жидкость, и, следовательно, рассмотренные выше расчеты будут уже неприменимы.

ЭЛЕКТРОХИМИЯ

ГЛАВА XV

ОСНОВНЫЕ понятия

§ 1. Предмет электрохимии

Электрохимия является разделом физической химии, в котором изучаются законы взаимодействия и взаимосвязи химических и электрических явлений. Основным предметом электрохимии являются процессы, протекающие на электродах при прохождении тока через растворы (так называемые электродные процессы). Можно выделить два основных раздела электрохимии: термодинамику электродных процессов, охватывающую равновесные состояния систем электрод — раствор, и кинетику электродных процессов^ изучающую законы протекания этих процессов во времени. Однако электрохимия изучает не только электродные процессы. В этот раздел физической химии нередко включают также теорию электролитов, причем изучаются свойства электролитов, не только связанные с прохождением тока (электропроводность и др.), но и другие свойства электролитов (вязкость, сольватация, химические равновесия и др.). Теорию электролитов можно также рассматривать как часть общего учения о растворах, однако в настоящем курсе она включена в раздел электрохимии.

Электрохимия имеет очень большое значение, так как закономерности электрохимии являются теоретической основой для разработки важных технических процессов — электролиза и электросинтеза, т. е. получения химических продуктов на электродах при прохождении тока через растворы (получение хлора и щелочей, получение и очистка цветных и редких металлов, электросинтез органических соединений). Важной областью практического применения электролиза является гальванотехника (электропокрытие металлами и получение металлических матриц). Другая важная область техники, в основе которой лежат электрохимические процессы, — это создание химических источников тока (электрохимических или так называемых гальванических элементов, в том числе аккумуляторов), в которых химическая реакция используется как источник электрического тока.

Большое развитие получили электрохимические методы химического анализа (электроанализ, кондуктометрия, потенциометрия,

§ 2. Проводники первого и второго рода

361

полярография и др.), теория которых также составляет предмет изучения электрохимии.

Возникновение электрохимии как науки связано с именами Гальвани, Вольта и Петрова, которые на рубеже XVIII и XIX веков открыли и исследовали электрохимические (гальванические) элементы. Деви и Фарадей в первые десятилетия XIX века изучали электролиз. Быстрое развитие электрохимии в конце XIX века связано с появлением теории электролитической диссоциации Аррениуса (1887) и с работами Нернста по термодинамике электродных процессов. Теория Аррениуса развита Дебаем и Гюкке-лем (1923), которые разработали электростатическую теорию.

Для последних десятилетий характерно быстрое развитие электрохимической кинетики, изучение явлений перенапряжения, коррозии, гальванических покрытий и др.

§ 2. Проводники первого и второго рода

Твердые и жидкие проводники, прохождение через которые электрического тока не вызывает переноса вещества в виде ионов, называются проводниками первого рода.

Электрический ток в проводниках первого рода осуществляется потоком электронов (электронная проводимость). К таким проводникам относятся твердые и жидкие металлы и некоторые неметаллы (графит, суль

страница 97
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173

Скачать книгу "Курс физической химии. Том II" (5.2Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
трансфер в аэропорт домодедово микроавтобус
Компьютерная техника в КНС Нева - купить мини атс для офиса - офис в Санкт-Петербурге со стоянкой для клиентов.
CLAS EVO 24 FF
ремонт холодильных шкафов премьер в голицыно

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.03.2017)