Различия
Показаны различия между двумя версиями страницы.
| Предыдущая версия справа и слеваПредыдущая версияСледующая версия | Предыдущая версия | ||
| lab3:теория_34 [2019/04/03 16:46] – root_s | lab3:теория_34 [2026/09/04 06:04] (текущий) – внешнее изменение 127.0.0.1 | ||
|---|---|---|---|
| Строка 28: | Строка 28: | ||
| направлении жидкости. Приближенная теория этого явления была | направлении жидкости. Приближенная теория этого явления была | ||
| разработана М. Смолуховским (1903г.). В соответствии с этой | разработана М. Смолуховским (1903г.). В соответствии с этой | ||
| - | теорией движение элетролита вдоль капилляра под действием | + | теорией движение электролита вдоль капилляра под действием |
| электрического поля и возникновение электрического поля при | электрического поля и возникновение электрического поля при | ||
| продавливании электролита через капилляр представляют собой | продавливании электролита через капилляр представляют собой | ||
| Строка 52: | Строка 52: | ||
| $ позволяет оценить и разность | $ позволяет оценить и разность | ||
| потенциалов, | потенциалов, | ||
| - | пористую перегородку. Следует при этом учитывать что v – | + | пористую перегородку. Следует при этом учитывать что |
| скорость электролита не в центральной, | скорость электролита не в центральной, | ||
| капилляра. | капилляра. | ||
| + | |||
| + | Для проведения эксперимента используется плоская камера с | ||
| + | электродами: | ||
| + | {{ : | ||
| + | которая заполняется водным | ||
| + | раствором нитрата калия (KNO$_3$) малой концентрации. Вместо | ||
| + | камеры можно использовать смоченную в этом растворе | ||
| + | фильтровальную бумагу, | ||
| + | изоляторе. При подаче напряжения между двумя плоскими | ||
| + | металлическими электродами, | ||
| + | бумагу возникает электрический ток. Для визуализации движения | ||
| + | ионов используется водный раствор перманганата калия (KMnO$_4$) | ||
| + | малой концентрации. Измеряя зависимость перемещения | ||
| + | фиолетовых ионов MnO$_4^-$ от времени можно определить их | ||
| + | скорость $u$ и подвижность $\mu$, зависимость этих величин от | ||
| + | напряженности электрического поля $E$, в котором движутся ионы. | ||
| + | В измеряемые величины вносит вклад диффузия ионов MnO$_4^-$ в | ||
| + | растворе KNO$_3$. Проводя измерения с полем и без поля можно | ||
| + | оценить коэффициент диффузии $D$ и учесть его вклад в величины $u$ | ||
| + | и $\mu$. | ||
| + | |||
| + | Скорость движения ионов $\vec u$ в электрическом поле $\vec E$ | ||
| + | определяется соотношением | ||
| + | $$ | ||
| + | \vec u = \mu \vec E. | ||
| + | $$ | ||
| + | Подвижность ионов K$^+$, Na$^+$, Cl$^-$, NO$_3^-$ в водных растворах | ||
| + | имеет величину порядка $10^{-3} \frac{см^2}{Вс}$. Смещение $\Delta X$ ионов за счет | ||
| + | диффузии за время наблюдения $t$ определяется выражением | ||
| + | $$ | ||
| + | \Delta X = \sqrt{Dt}. | ||
| + | $$ | ||
| + | Характерные значения $D$ для указанных выше ионов в водных | ||
| + | растворах порядка $10^{-5} \frac{см^2}{с}$. | ||
| + | Если диффузия происходит в электрическом поле, то | ||
| + | подвижность и коэффициент диффузии связаны соотношением | ||
| + | $$ | ||
| + | \frac{\mu}{D}=\frac{e}{kT}. | ||
| + | $$ | ||
| + | Где $e$ --- заряд электрона, | ||
| + | температура в градусах Кельвина. | ||