Книга предназначена для широкого круга специалистов разного профиля - химиков, биологов, физиков, электротехников, а также для студентов и аспирантов, специализирующихся по теории растворов электролитов.
Редакция литературы по химии
Предисловие к русскому изданию
Предлагаемый вниманию читателя перевод второго тома серии "Методы измерения в электрохимии" под редакцией Э. Егера и А. Залкинда адресован широкому кругу ученых, использующих в своей практике электрохимические методы. В отличие от первого тома ("Мир", 1976), посвященного электродным процессам, здесь описаны методы исследования растворов электролитов. Поскольку электрохимия изучает явления, происходящие в растворах, исследование структуры жидкости, сольватации, диэлектрических свойств и т.п. имеет фундаментальное значение не только для развития теории гомогенных процессов, но и для разработки адекватных представлений о механизме электродных реакций. Авторы отдельных глав акцентируют внимание на новейших методических достижениях, затрагивая даже детали экспериментальной техники, с тем чтобы облегчить изучение соответствующих методов и в какой -то степени заменить стажировку в специальных лабораториях. Однако для интерпретации результатов измерений необходимо привлечение теории, и здесь авторы сталкиваются с существенными трудностями. Несмотря на значительные успехи статистической механики растворов и расплавов, связанные с использованием различных вариантов суперпозиционного приближения в боголюбовском методе коррелятивных функций и с применением ЭВМ для прямого расчета термодинамических и структурных характеристик, результаты этих теоретических изысканий настолько трудно обозримы, что они практически не нашли применения у экспериментаторов ни для обработки данных, ни для описания кинетических явлений. Ниже, при анализе отдельных глав книги, мы не раз убедимся в справедливости этих общих замечаний.
Первая глава книги, написанная Д. Эвансом и М. Матесич, посвящена электропроводности растворов. Как известно, измерение электропроводности, будучи наиболее распространенным и одновременно наиболее точным методом, позволяет найти подвижность и
пелъ
(и) для определения >лектрических характерио i 343, 347, 348, 351 постоянная ячейки 323 эквивалентная схема 308, 323
•ффициентов диффузии 160, }
калибровка 172 с вытягивающейся задвижкой 162
с наслаиванием 160 со срезанной границей 161, 164
с пористой диафрагмой 168 Тизелиуса 161 >ростей релаксации; см. есители ;ел переноса калибровка 96 со срезанной границей 92 с протоком 94 с пузырьком 93 с самопроизвольно возникающей границей 91 Гизелиуса 93 ктропроводности Цжонса 50 <алибровка 58 ia постоянном токе 55 юстоянная ячейки 11, 54, 59
эчистка паром 57 г погруженными электрода-ии 54
Иедловского 53 жвивалентная схема 49
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к русскому изданию................. 5
Предисловие к английскому изданию................ 9
Глава 1. Измерение и интерпретация электропроводности
растворов электролитов. Д.Ф. Эванс, М.А. Матвеич 10
I. Введение......................... 10
II. Определения и единицы измерений......... Ц
III. Выражения для электропроводности........ 13
A. Неассоциированные электролиты........ 13
Б. Ассоциированные электролиты......... 16
B. Выбор уравнения.................. 18
IV. Анализ экспериментальных данных........ 19
A. Информация, необходимая для анализа результатов ....................... 19
Б. Расчет предельных ионных подвижностей и
коэффициентов диффузии............. 21
B. Расчет параметров, характеризующих размер иона........................ 23
Г. Расчет констант ассоциации......... 24
V. Интерпретация параметров электропроводности 26 А. Предельные электропроводности ионов .... 26
1. Закон Стокса................... 28
2. Теория Цванцига................ 30
Б. Константы ассоциации.............. 33
1. Кулоновские теории.............. 34
?. Примеры констант ассоциации....... 35
3. Величина К,................... 35
4. Зависимость К от размера иона...... 38
5. Сравнение с другими методами....... 39
6. Другие аспекты................. 39
В. Параметры, характеризующие размеры ... 40
VI. Оборудование и экспериментальные методики 41
A. Приготовление растворов............ 41
Б. Мосты......................... 46
B. Ячейки для измерения электропроводности 48 Г. Измерения электропроводности с помощью
постоянного тока.................. 55
Д. Поправка на электропроводность растворителя 56
Е. Термостаты..................... 56
Ж. Некоторые экспериментальные приемы ... 57
VII. Применение кондуктометрических измерений 61 Список обозначений..................... 61
Список литературы............................ 64
Глава 2. Измерение чисел переноса. Р.Л. Кей.......... 70
I. Введение......................... 70
II. Общая теория...................... 71
A. Определение..................... 71
Б. Концентрационная зависимость ........ 74
B. Зависимости от температуры и давления . . 78
III. Методы измерений................... 83
A. Прямые методы движущейся границы .... 83
1. Теория....................... 83
2. Экспериментальное оформление метода движущейся границы.............. 89
Б. Косвенные методы движущейся границы . . 116
1. Теория....................... 116
2. Экспериментальное осуществление косвенных методов движущейся границы .... 118
B. Прямой метод измерения ионных подвижностей 122 Список обозначений..................... 123
Список литературы............................ 125
Глава 3. Диффузия в электролитах. Дж.А. Бирлейн,Дж.Г. Бикеи 128
I. Введение......................... 128
П. Измерение коэффициентов диффузии....... 131
А. Оптические методы................. 131
1. Дифрактометрия Гун.............. 133
2. Интерферометрия разделенного волнового фронта..................... 148
3. Голограммная интерферометрия....... 155
4. Разработка и конструирование оптических
ячеек......................... 160
Б. Методы, основанные на измерении электропроводности...................... 163
1. Метод Харнеда и Френча............ 163
2. Вращающийся дисковый электрод..... 165
В. Метод пористой диафрагмы............ 168
III. Основы теории....................... 173
Список обозначений..................... 178
Список литературы............................ 179
Глава 4. Исследование растворов электролитов методами дифракции рентгеновских лучей и неупругого рассеяния нейтронов./7.Дж. Сэффорд, Пак С. Леунг . . 184
I. Введение.......................... 184
П. Теория............................ 206
III. Аппаратура и обработка экспериментальных
данных............................ 227
A. Дифракция рентгеновских лучей......... 227
1. Дифрактометры.................. 227
2. Обработка рентгеновских данных...... 229
Б. Дифракция нейтронов................ 229
B. Неупругое рассеяние нейтронов......... 230
1. Спектрометр по времени пролета (ВП). . . 230
2. Трехкристальные спектрометры....... 234
3. Обработка данных по ВП............ 235
IV. Результаты эксперимента и их обсуждение . . . 241
A. Обзор работ по исследованию воды методами дифракции рентгеновских лучей и рассеяния нейтронов..................... 241
1. Рентгеновские измерения........... 241
2. Измерение рассеяния нейтронов....... 247
Б. Дифракция рентгеновских лучей в ионных
растворах........................ 254
B. Обзор исследований по неупругому рассеянию нейтронов в ионных растворах....... 265
V. Заключение и выводы.................. 298
Список обозначений...................... 300
Список литературы............................ 302
Глава 5. Определение диэлектрических свойств растворов
электролитов. Е.Б. Кейвл................. 306
I. Введение.......................... 306
II. Теория диэлектрической проницаемости и потерь 307
A. Введение........................ 307
Б. Частотная зависимость комплексной диэлектрической проницаемости............. 309
B. Молекулярные теории электрической поляризации ........................... 316
III. Методы измерений на частотах до Ю8 Гц .... 321
A. Введение.......-................. 321
Б. Эквивалентные схемы ячеек........... 323
B. Резонансные методы................ 325
Г. Мостовые методы.................. 328
Д. Методы момента................... 332
Е. Калориметрические методы определения потерь 334
IV. Методы измерений на частотах выше 3 • 108Гц 334
A. Обзор основных принципов............ 334
Б. Методы стоячей волны............... 343
B. Метод бегущей волны................ 348
Г. Методы свободной волны. Другие методы . . 353
Список обозначений...................... 355
Список литературы...........................- 359
Глава 6. Релаксационные методы исследования быстрых процессов в растворах электролитов. Г.Х. Черлинский
I. Введение.......................... 362
II. Теоретические основы................. 366
A. Общие вопросы кинетики.............. 366
Б. Элементы химической релаксации....... 369
B. Изменения равновесных сигналов........ 374
III. Техника эксперимента................. 380
A. Оптические измерения............... 380
Б. Приборы и ячейки для релаксационных исследований ...................... 384
B. Метод концентрационного скачка........ 395
IV. Приложения........................ 399
А. Многостадийные реакции.............. 399
Б. Буферные системы................. 404
В. Реакции комплексообразования......... 410
Г. Некоторые исследования системы....... 413
Список обозначений..................... 415
Список литературы............................ 416
Глава 7. Измерения скорости ультразвука. Сжимаемость
растворов и расплавов солей. К. Холл, Э. Егер . . . 419
I. Введение.......................... 419
II. Методы измерения скорости.......... . . . 422
A. Измерения времени распространения..... 428
Б. Методы измерения длины волны......... 429
B. Измерение рассеяния Бриллюэна........ 430
III. Интерпретация скорости и данные по сжимаемости ............................ ^32
A. Простые водные растворы............. 432
Б. Неводные растворы.................. 444
B. Равновесные растворы............... 446
Г. Расплавы солей. Однокомпонентные системы 446
1. Дырочная модель................. 449
2. Решеточная теория Эйринга.......... 451
3. Метод, учитывающий конечный размер
частиц....................... 452
Д. Расплавы солей. Двухкомпонентные системы 459
Список обозначений...........,......... 460
Список литературы............................ 462
Предметный указатель......................... 466
Цена: 300руб.
