lab3:теория_34

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия
Следующая версия 		Предыдущая версия
lab3:теория_34 [2019/04/03 20:46]
root_s 		lab3:теория_34 [2019/04/03 20:57] (текущий)
root_s
Строка 52: Строка 52:
 $ позволяет оценить и разность $ позволяет оценить и разность
 потенциалов, возникающую при продавливании электролита через потенциалов, возникающую при продавливании электролита через
-пористую перегородку. Следует при этом учитывать что v –+пористую перегородку. Следует при этом учитывать что $v$ ---
 скорость электролита не в центральной, а в пристеночной части скорость электролита не в центральной, а в пристеночной части
 капилляра. капилляра.
 +
 +Для проведения эксперимента используется плоская камера с
 +электродами:
 +{{ :lab3:341.png?400 |}}
 +которая заполняется водным
 +раствором нитрата калия (KNO$_3$) малой концентрации. Вместо
 +камеры можно использовать смоченную в этом растворе
 +фильтровальную бумагу, аккуратно разложенную на плоском
 +изоляторе. При подаче напряжения между двумя плоскими
 +металлическими электродами, положенными в камеру или на
 +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, $k$ --- постоянная Больцмана, $T$ ---
 +температура в градусах Кельвина.