ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ненормально большие скорости движения ионов из "Теоретическая электрохимия Издание 3" Некоторые ионы обнаруживают ненормально большие скорости движения, а следовательно ненормально высокие подвижности. В табл. 6 приведены данные о подвижности некоторых ионов. Только у Н и ОН подвижности выражаются трехзначными числами. Для остальных ионов подвижности лежат в сравнительно узком интервале значений (от 38 до 85). Очевидно, что объяснение ненормально большой подвижности Н и ОН, т. е. ненормально больших скоростей движения их, должно быть связано с особенностями движения этих ионов в водном растворе. [c.90] Ионы Н3О+ и ОН сольватированы, как и другие ионы в растворе. Символы Н и ОН изображают такие сольватированные ионы. [c.91] Для объяснения ненормально большой подвижности ионов водорода и гидроксила пришлось использовать некоторые положения теории Ф. Гротгуса о перескоке ионов в электрическом поле от молекулы к молекуле в с очетании с современными представлениями о строении полярных жидкостей (таких, как вода). [c.92] Данные о строении молекулы воды позволяют оценить путь, который пройдет ион водорода при одном перескоке протона. Протон проходит 0,86 А, что отвечает перемещению катиона гидроксония на 3,1 А. Естественно, что при таком механизме проводимости скорость, а следовательно и подвижность иона водорода оказываются значительно больше, чем у ионов, просто движущихся в электрическом поле. [c.92] Ион гидроксония (слева) отдает протон рою молекул воды, вследствие чего этот рой приобретает избыточный положительный заряд, обусловливающий отрыв протона от одной из молекул роя (например справа) и образование нового иона гидроксония из молекул воды. В таком случае один перескок протона приводит к значительному перемещению катиона гидроксония (крокетный механизм передвижения иона водорода). [c.93] Подобная схема, предложенная Дж. Берналом, более правдоподобна, но и она не вполне объясняет экспериментальные данные. При значительном увеличении давления молекулярные рои в воде должны исчезать, однако при этом не наблюдается уменьшения подвижности иона водорода, как следовало бы ожидать на основании рассмотренной схемы. Из этого видно, что мы пока не имеем бесспорного объяснения для ненормально высокой подвижности иона водорода. [c.93] По-видимому, такой перескок совершается легче всего в случае простых радикалов R. По мере усложнения радикала подвижность катиона водорода уменьшается. [c.94] Катион дейтерия DgO обладает значительно меньшей подвижностью, чем гидроксоний Н3О+. Масса D+ вдвое больше массы Н +, что обусловливает меньшую вероятность участия его в переносе при помощи описанного механизма (более высокая энергия активации перескока). Меньшая подвижность иона тяжелого водорода является одним из факторов, позволяющих осуществить электролитическое разделение легкого и тяжелого водородов. [c.94] Как видно из приведенной схемы, перескок протона от молекулы воды к аниону гидроксила приводит к образованию молекулы воды, но повернутой в иное положение по сравнению с молекулой, потерявшей протон. Движение протона влево имеет следствием перемещение гидроксила вправо. [c.94] Вернуться к основной статье