Способ определения подвижности растворов в концентрированных растворах электролитов Советский патент 1986 года по МПК G01N27/26 

ИзоС рстешге О гно(ится к эл ктро- химии и может быть использовано при анализе ионов по их подвижностям, при разделении изотопических ионов и при составлении таблиЩ) электрохимических копстант. Цель изобретения - обеспечение возможности определения подвижности приведенных в контакт растворов электролитов.

При ионной проводимости в приведенных в контакт различных растворах электролитов возникают внутренние электромиградионные градиенты давления, приводящие к движению растворов Растворы перемещаются навстречу друг другу или в разные стороны, компенсируя тем объемные изменения, возникающие на границе растворов из-за электромиграции разного сорта ионов. При пропускании постоянного электрического тока через растворы электролитов, находящиеся в контакте возникает движение этих растворов, накладывающееся на движение ионов под действием электрического поля и влияющее на параметры электроперено- са„

На чертеже представлено устройство, осуществляющее предложенный способ.

Устройство представляет собо й и-образную стеклянную трубку и содержит катодный объем 1, соединенный с вспомогательным электродным объемом 2, трубку 3 с дисперсным наполнителем 4, заполненную кварцевым песком крупностью 20 мкм, анодньш измерительный капилляр 3j термостатируемую рубашку 5, Для измерения скорости движения раствора и наблюдения за скоростью движения ионной границы используются микроскопы 6„ В трубку с дисперсным наполнителем и в трубку без наполнителя заливается индикаторный раствор электролита, а в катодны объем - ведущий электролит, причем один из растворов должен быть цветным для осуществления визуа-пьного наблюдения за границей. Используются растворы высоких концептрацирг, в которых установлено отсутствие электроосмоса. Перед включениемэлектричес кого тока граница растворов продавливается вниз давлением воздуха, подводимого к катодному объему. При про пускании постоянного электрического тока между растворами образуется ионная граница, перемещающаяся вверх по

песчаному столбику под действием тока. Для определения гидродинамических сопротивлений растворам Ry и R с помощью сжатого воздуха, подаваемого в катодный объем, останавливают движение ионной гранигда на концах дисперсного наполнителя, В этом случае трубка с наполнителем целиком заполнена одним из растворов, а течение жидкости, равное по величине скорости границы, носит чисто гидродинамический характер.

Тогда, используя закон Пуазейля- Дарси, можно рассчитывать значение RJ и R2 по .формуле

R

VP

V,.

где Р - внешнее давление, необходимое для удержания ионной границы неподвижной; скорость противотока,определяемая по скорости ионной границы.

Б качестве примера рассмотрим определение подвижности приведенных в контакт 7 н.растворов LiCl-CoClj при t 25°С. Измеренная величина R для раствора LiCl равна R,910 Нс/м , Когда дисперсный наполнитель был заполнен полностью раствором СоС, то R2 1,5 10 Нс/м. Длина песчаного наполнителя составляла 1 0,1 м, расстояние от конца дисперсного наполнителя до ионной границы со стороны раствора LiCl, где гидродинамические сопротивления по обе стороны от гранитп равны, будет

1( 1г2/(г + г) 0,06 м.

Скорость раствора СоС,измеренная в трубке без наполнителя, при прохождении ионной границей сечения трубки с наполнителем, по обе стороны от которого гидродинамические сопротивления равны, получилась рав}юй 0,3-10 - см/с. Электропроводность 7 н.раствора CoClj равна 17,0 Ом г- -экв см, плотность тока 2,53 А/см, тогда для подвижности 7 н,раствора

CoClj получаем

- гг

Up ;53.0з ,U-10 W.c/B

Движение раствора CoClj происходит по направлению к ионной границе растворов.

Для срав}1ення укажем, что подвижность катионов кобапьта при той же самой концентрации раствора CoClj равна 0,; 10 .

Для внесения поправки на измене- ние уровня раствора за счет электродных процессов и движения ионов отдельно измерялась эта величина в растворе CoClj, когда только один раствор CoClj заполнял установки и,еле- довательно, отсутствовало внутреннее злектромиграционное давление.

-При уменьшении гидродинамических сопротивлений растворам в. 2 раза, т.е. когда общая длина песчаного наполнителя равна 0,05 м, а fj. 0,03 м, величина скорости раствора при пропускании, той же величины элек .трического тока и прохождении границей сечения при i осталась неиз- менной, что свидетельствует о независимости скорости течения растворов от величины f, когда граница проходит через сечение трубки при t.

Предлагаемый способ позволяет определить подвижность приведенных в контакт растворов электролитов, обусловленную действием внутреннего электромиграционного градиента давления. Эта постоянная величина для дан ных двух растворов позволяет определять параметры электропереноса методом движущейся границы при разделении ионов и изотопных ионов методом ионных подвижностей, выбирать оптимальные условия анализа ионов по их подвижностям, использовать ранее полученные данные по кажущимся числам переноса и подвижности ионов.

Формула изобретения

Способ определения подвижности растворов в концентрированных растворах электролитов путем перемещений ионной границы в трубке с дисперсным наполнителем, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения подвижности приведенных в контакт растворов электролитов, определяют расстояние до сечения трубки по обе стороны от которого гидродинамические сопротивления протеканию растворов равны, и при прохождении ионной границы через это сечение измеряют скорость течения раствора в -трубке, свободной от дисперсного наполнителя, а подвижность раствора Up находят по формуле

и„

VP -С-Д

VP - скорость раствора, см/с; i - плотность электрического

тока, С - концентрация раствора,

Г-ЭКВ./1000

Л - . - эквивалентная электропроводность раствора. Ом г-экв м

Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано при анализе ионов по их подвижностям, при разделении изотопических ионов и при составлении таблиц электрохимических констант. Способ основан на перемещении ионной границы в трубке с дисперсньм наполнителем. Целью изобретения является определение подвижности приведенных в контакт растворов электролитов. Для этого определяют расстояние до сечения трубки с наполнителем, по обе стороны от которого гидродинамические сопротивления равны, и при прохождении упомянутой ионной границы через это сечеНие, измеряют скорость течения раствора в трубке, свободной от дисперсного наполнителя, а подвижность раствора находят по формуле Up Vp С /i, где Vp - скорость раствора, см/с, i - плотность электрического тока, А/см С - концентрация раствора, Г-ЭКВ./1000 см, Д - эквивалентная электропроводность. Ом г-экв / см , Это позволяет определить параметры электропереноса в концентрированных растворах. 1 ил. (Л с ю ел чЗ 4 СО 00

Редактор A. Додинич

Составитель И. Рогаль Техред Л.Олейник

Заказ 4909/40Тираж. 778Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор И.Муска