Тепловые эффекты ионов в растворах электролитов и их макроскопическое поведение в необратимых диссипативных процессах в приближении плазменно-гидродинамической модели

• Автор: Балданова, Дарима Мункоевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Анализ современного состояния теории растворов электролитов..

1.2. Модели определения энергетических характеристик сольватации.

1.3. Растворы электролитов и их диссипативные свойства в приближении ионной плазмы

1.4. Выводы по литературному обзору

Глава 2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА СОЛЬВАТИРОВАННЫХ ИОНОВ
2.1. Теплоты образования ионов и их радиусы в приближении пространственного осциллятора

2.2. Сольватные числа ионов

2.3. Теплоты гидратации одноатомных ионов

Глава 3. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ СМЕСЕЙ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ (ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ)
3.1. Мольные доли состава сложных смесей и приведенные массы сольватированных ионов
3.2. Экспериментальное определение электропроводности растворов электролитов
3.2.1. Приготовление и стандартизация растворов
3.2.2. Методы и приборы для измерения электропроводности
3.2.3. Экспериментальное определение электропроводности растворов электролитов
3.3. Эквивалентные электрические проводимости водных растворов электролитов и их смесей (эксперимент и теоретические расчеты)

Глава 4. ПЛАЗМЕННАЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ (ТЕОРИЯ И ЭКСПЕМЕНТ)
4.1. Зависимость электропроводимости электролитов от температуры
4.2. Устойчивость состояния ионов в растворах электролитов по Ляпунову и осциллирующий характер смещения равновесия
4.3. Плазменно-гидродинамическое уравнение для электропроводности растворов электролитов
4.4. Обсуждение результатов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение
Многокомпонентные электролитные системы представляют наибольший практический интерес для разнообразных современных технологий в химической, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности. Однако оптимальный подбор компонентов и их соотношения для получения электролитных композиций с требуемыми физико-химическими и электрохимическими параметрами, их эффективное использование в различных технологических процессах являются весьма сложной задачей из-за отсутствия адекватной теории многокомпонентных концентрированных растворов электролитов.
Только энергетические характеристики электролитных растворов и их зависимости от концентрации и температуры, надежно установленные методами квантовой механики, термодинамики, электродинамики и полученные на современном уровне экспериментальной техники, дают объективную картину особенностей поведения подобных систем.
Различным аспектам проблемы электролитных растворов посвящены многие отечественные и зарубежные монографии [1-13]. К сожалению, для ряда практически важных свойств растворов теоретические методы еще не достигли уровня, позволяющего их рассчитывать и моделировать в широком диапазоне изменения концентраций и температур. В первую очередь это относится к такой важной характеристике процесса переноса в растворах как электропроводность. Предлагаемые теории оценки электрических проводимостей, в силу допущений и предпосылок, положенных в основу их вывода, применимы к относительно узким интервалам концентраций, либо только к отдельным системам. Почти не затронуты смеси концентрированных растворов электролитов, представляющих наибольший практический интерес. Поэтому в настоящее время одной из наиболее актуальных задач как для теории растворов, так и для технологических процессов является установление ко-

с достаточной степенью точности оценены теоретически при использовании полученного значения подвижности Ь в представлении (1.34).
Электропроводность растворов оценена авторами [107,109,110-113] с использованием стандартного выражения электродинамики для потока зарядов, как это отмечено ранее: у = ри и у = ХЕВ.
Откуда следует общее выражение для эквивалентной электропроводности растворов
где Г- число Фарадея. Видно, что это уравнение получается и в том случае, если воспользоваться подвижностью Ь, полученной выше.
При подстановке значений скорости V из (1.43) и напряженности внешнего поля Ев из (1.35) получено уравнение электропроводности в следующем виде [107,109,110-113]:
где число Фарадея; с - элементарный заряд; Л - универсальная газовая постоянная; {/-энергия водородной связи; р1 - приведенная масса сольвати-рованных ионов; Но) - потенциальная энергия взаимодействия ионов; а - степень диссоциации (для слабых электролитов из закона разбавления Оствальда).
Располагая значениями тепловых эффектов гидратации, образования, растворения и т.д., можно рассчитать теплоты самых разнообразных процессов, в частности таких, экспериментальное изучение которых затруднительно или вообще невозможно. Современное состояние тепловых эффектов ионов в электролитных системах, цель и задачи исследований можно представить в виде энергетической диаграммы образования водного раствора КС1.
Я = Ей/ Е „,
(1.38)
1.4. Выводы по литературному обзору