Диэлектрические свойства водных растворов солей щелочных металлов, галогеноводородных кислот и щелочей

• Автор: Анциферов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ГЛАВА 3. РАСТВОРЫ СОЛЕИ ГАЛОГЕНИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Структура воды и водных растворов электролитов
1.2. Основные положения диэлектрической поляризации
1.2.1. Взаимодействие электромагнитного поля с веществом и времена релаксации
1.2.2. Диэлектрические свойства и релаксационные характеристики воды
1.3. Диэлектрические свойства водных растворов электролитов
1.3.1. Частотная дисперсия диэлектрической проницаемости и высокочастотная электропроводность растворов
1.3.2. Экспериментальные данные по диэлектрическим свойствам водных растворов электролитов
1.3.3. Связь диэлектрических характеристик со структурой и молекулярно-кинетическими свойствами растворов
1.4. Заключение

ГЛАВА 2. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Методика измерения СВЧ диэлектрических свойств раство-ров
2.2. Приготовление растворов
2.3. Расчет электрических параметров раствора

3.1. Комплексная диэлектрическая проницаемость хлоридов щелочных металлов
3.2. Диэлектрические свойства системы КС1-СН30Н-Н20
3.3. Комплексная диэлектрическая проницаемость бромидов и иодидов щелочных металлов
3.4. Сравнительный анализ диэлектрических характеристик водных растворов галогенидов щелочных металлов
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. КОМПЛЕКСНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ ГАЛОГЕНОВОДОРОДНЫХ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ
4.1. Общая картина зависимости частоты (Д^, £' и є" от концентрации кислот и щелочей
4.2. Тройная система НВг - ИаВг - Н20, ИаОН - ЫаВг
4.3. Тройная система СЩюО - НВг
4.4. Тепловой удар водных растворов хлористоводородной кислоты
4.5. Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Актуальность работы. Тема диссертационной работы относится к задаче изучения сложных конденсированных систем диэлектрическим методом, в основе которого лежит диэлькометрия высокого разрешения. Знание свойств и поведение растворов в широкой области концентраций имеет большое значение для целого ряда областей науки, смежных с химией растворов. Это, например, электрохимия, биохимия, химия и технология жидкофазных материалов. Исследование диэлектрических свойств водных растворов в СВЧ-диапазоне является весьма эффективным методом исследования растворов электролитов, так как позволяет получить информацию о молекулярно-кинетическом состоянии молекул воды в сетке водородных связей и гидратационных взаимодействиях в растворе. При этом переход от молекулярных растворов к растворам электролитов их диэлектрическое описание становится еще более затруднительным. Одной из таких трудностей, является аномальное поведение диэлектрической проницаемости, обнаруженные на частоте 9,1 ГГц у некоторых водных растворов электролитов. Раскрытие природы таких эффектов во многом будет зависеть от понимания и интерпретации собственно процессов поляризации в электролитических растворах.
Целью работы является исследование аномального поведения диэлектрической проницаемости в области высоких концентраций водных растворов электролитов, заключающегося в увеличении и превышении г1 воды.
Методы исследования. Для достижения поставленной цели проведены экспериментальные исследования водных растворов электролитов на СВЧ-диэлектрографе, с использованием методов точечных измерений, непрерывной записи выходных параметров, методов бесконечного разбавления и теплового удара.

зонатора. Связь между є' и е" с параметрами резонатора устанавливается в соответствии с уравнениями (2.1-2.2):
где Аґ- изменение частоты резонатора, обусловленное изменением ДП Ае'; () - нагруженная добротность незаполненного резонатора; Р0 и Ре - мощности СВЧ - энергии, передаваемые через резонатор до и после введения образца; г) - коэффициент заполнения резонатора.
Для измерения текущих значений действительной (є') и мнимой (є") составляющих диэлектрической проницаемости и их приращения с помощью резонаторных преобразователей применяется дифференциальная схема измерений приращения частоты резонатора АЇ и проходящей мощности через резонатор. Один из каналов преобразования сигнала используется в качестве опорного, а второй для измерения приращения диэлектрической проницаемости исследуемого раствора. Блок-схема установки для измерения в' и в" представлена на рис. 2.1. Частоты СВЧ-генераторов ( Ги и Г0п) постоянно поддерживаются равными частотам соответствующих резонаторов с помощью автоматической подстройки частоты АПЧ, что обеспечивает возможность ведения непрерывной записи выходных параметров (АҐ и ДЦ). Генераторы сантиметровых волн через ферритовые вентили (а) и развязывающие аттенюаторы (АТТ) соединены с резонаторами опорного и измерительного канала.
Измерения ДП исследуемого вещества проводятся в сравнении с ДП неполярного растворителя, заполняющего опорный резонатор ИЯ. С этой целью применяется смеситель (СМ), на выходе которого выделяется сигнал разностной частоты АГ = ґюм- Гоп> где АГ0П и АГ[ПМ - значения частот возбужде-
(2.1)
(2.2)