Влияние свойств отдельных ионов на теплофизические характеристики водных растворов электролитов в рамках плазменно-гидродинамической теории

• Автор: Жигжитова, Сэсэгма Батоевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕОРИИ РАСТВОРОВ

1.1. Теплофизические характеристики растворов электролитов

1.1.1. Электропроводность

1.1.2. Вязкость

1.1.3. Диффузия

1.2. Свойства отдельных ионов в растворах электролитов

1.2.1. Проблема ионных радиусов

1.2.2. Проблема радиусов гидратированных ионов

1.2.3. Проблема сольватных чисел

1.2.4. Проблема теплоты гидратации ионов

Вывод по литературному обзору

Глава II. СВОЙСТВА ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
2.1. Определение радиусов одноатомных положительных и отрицательных ионов
2.2. Определение радиусов гидратированных одноатомных положительных и отрицательных ионов
2.3. Эстафетный механизм переноса гидратированных ионов Н^О+ и ОН~
в растворах электролитов и их механика движения
2.4. Определение теплоты гидратации отдельных ионов
Глава IIІ. ПЛАЗМЕННО-ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
3.1. Плазменно-гидродинамическая теория теплофизических характеристик электролитов

Глава IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
4.1. Электропроводность
4.2. Вязкость
4.3. Диффузия
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность работы. В последние годы теория растворов электролитов получила широкое развитие в теоретическом и практическом плане. Интерес исследователей к теории растворов вызван важной ролью этих систем в природных физико-химических, биологических процессах и их широким применением в современной промышленности. Растворы электролитов, представляющие собой систему зарядов, можно рассматривать в плазмоподобном приближении, поскольку ионы в качестве основных структурных единиц вещества являются основой плазменного состояния вещества. Совокупность таких свойств ионов, как заряды и их радиусы, потенциалы ионизации, энергетические характеристики и многие другие, определяет специфику поведения их как в растворах, так и в газообразном и твердом состояниях. Поэтому в настоящее время одной из наиболее актуальных задач как для теории растворов, так и для технологических процессов является установление количественных закономерностей влияния физических и химических свойств растворителей и электролитов, состава и температуры на макроскопическое поведение в процессах переноса.
Цель работы. Установление закономерностей изменения теплофизических свойств водных растворов электролитов в зависимости от состава и температуры в рамках плазменно-гидродинамической модели.
Основные задачи, которые решались в диссертации:
• теоретическая оценка радиусов одноатомных положительных и отрицательных ионов в приближении изотропного осциллятора квантовой механики;
• разработка модели расчета радиусов гидратированных ионов в рамках стандартных положений электродинамики и механики;
• оценка эффективных радиусов ионов гидроксония и гидроксила на основе эстафетного механизма переноса заряда;
• определение теплот гидратаций ионов в водных растворах в зависимости от гидратных чисел;

Продолжение таблицы
Автор Числа гидратации
Са2+ Sr2+ Ва2+ А13+ F~ СП Вг~ Г
Реми - - - - - - - -
Уошбори - - - - - - - -
Розенфельд - - - - - - - -
Смит - - - - - - - -
Бринцингер 6 0 18 ~
16 14 39
Робинсон и Стокс 12 10,7 7,7 - - - - -
Бернал и Фаулер 6 6 6 6 - - - -
Мищенко - - - - - - - -
Эли и Эванс - - - 21 5 3 2
Пасынский - - - 31 2 1 0
Несмотря на незначительное расхождение между результатами различных методов, можно заметить, что все они приводят к заключению об увеличении чисел гидратации с уменьшением радиуса ионов и ростом зарядов [8].
1.2.4. Проблема теплоты гидратации ионов
Первой серьезной попыткой в разработке теоретического метода вычисления термодинамических характеристик гидратации, основанной на модели среды как непрерывного диэлектрика, является работа Борна [165]. Он получил выражение для вычисления изменения энтальпии при гидратации ионов, известное под названием Борна-Бьеррума [143.]:
і-±-г4
Р J
где г- радиус жесткой сферы иона; 2 - заряд иона; е - диэлектрическая постоянная среды; Т- температура; Ад - постоянная Авогадро.