Студопедия

Главная страница Случайная лекция

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика






Краткая теория. Электрический ток в электролитах

Читайте также:
  1. III. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ.
  2. В-1. Краткая история развития электрических машин
  3. Взаимодействие заряженных тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона
  4. Вопрос № 3: «Краткая характеристика методов психологии»
  5. Глава 1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЭКОЛОГИИ
  6. Задачи и организационная структура ГО на объектах экономики и железнодорожного транспорта. Степени готовности ГО и их краткая характеристика.
  7. Кипятильник электрический
  8. Клеточная теория. Химический состав клетки.
  9. Краткая индивидуальная характеристика объекта основных средств
  10. Краткая историческая справка.

 

Под электрическим током обычно понимают направленное движение электрических зарядов. Различают ток проводимости и конвекционный ток. Ток проводимости – это направленное движение зарядов в проводящих телах : электроны в металлах, электроны и дырки в полупроводниках, ионы в электролитах, ионы и электроны в газах.

Плотность тока – векторная характеристика электрического тока, численно равная отношению силы тока сквозь малый элемент поверхности, нормальный к направлению движения заряженных частиц, образующих ток, к площади этого элемента:

.

Связь между плотностью потока частиц, концентрацией и скоростью их направленного движения описывается формулой:

,

где n – концентрация носителей заряда;

v – скорость их направленного движения.

Если эту формулу умножить на заряд q носителя тока, то получим плотность тока:

.

Эту запись можно дать и в векторной форме:

.

Вектор j направлен по касательной к линиям тока.

Для силы тока запишем следующее выражение:

.

Сила тока есть производная по времени от заряда, проходящего сквозь некоторое сечение или поверхность.

Биологические жидкости являются электролитами, электропроводимость которых имеет сходство с электропроводимостью металлов: в обеих средах в отличие от газов носители тока существуют независимо от электрического поля.

Поэтому и для электролитов справедливо выражение , однако в отличие от металлов его следует представить отдельно для положительных и отрицательных ионов:

и .

Суммарная плотность тока

.

Если предположить, что каждая молекула диссоциирует на два иона, то концентрация положительных и отрицательных ионов одинакова:

,

где α – коэффициент диссоциации; n – концентрация молекул электролита.

Направленное движение ионов в электрическом поле можно приближенно считать равномерным, при этом на ион со стороны поля действует ускоряющая электрическая сила: , где Е – напряженность поля, q – заряд иона, равная тормозящей силе - внутреннего трения жидкости Fтр. Если ион с его сульфатной оболочкой считать шаром с радиусом r, то согласно закону Стокса:

,

где η – вязкость жидкости, v – скорость движения ионов.

При установившемся движении, наступающим практически одновременно с появлением поля, , откуда:

,

откуда, заменяя , получаем

.(1)

Коэффициент пропорциональности b называют подвижностью ионов. Он равен отношению скорости направленного движения ионов, вызванного электрическим полем, к напряженности поля.

Для ионов разных знаков из (1) соответственно имеем и . Тогда

. (2)

Представим электролит в виде прямоугольного параллелепипеда с гранями-электродами площадью S, расположенными на расстоянии ℓ. Учитывая выражение , преобразуем (2):

.(3)

Так как . То (3) соответствует закону Ома для участка цепи без источника тока: , где

(4) – сопротивление электролита. Сравнивая (4) с соотношением , получаем

.

Отсюда следует, что удельная проводимость γ электролита тем больше, чем больше концентрация ионов, их заряд и подвижность. При повышении температуры возрастает подвижность ионов и увеличивается электропроводимость.

 


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
 | Методика проведения электрофореза на бумаге

Дата добавления: 2014-05-02; просмотров: 357; Нарушение авторских прав


lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.003 сек.