Scan121

11. POLARYZACJA. POTENCJAŁY MIĘDZYFAZOWE. RÓWNOWAGI DONNANA

Prawo Coulomba. Siła i⁷ oddziaływania między dwoma ładunkami qi i q₂

z odległości r:

¹ -~a—r»

471 £/

gdzie Co jest przenikalnością dielektryczną próżni.

	dU
gdzie U jest energią potencjalną oddziaływania.
Natężenie pola elektrostatycznego
	^{(
gdzie q jest ładunkiem dodatnim. Potencjał elektrostatyczny	U <!> = -—• <7
Indukowany moment dipolowy
	M',w = ae0£,

gdzie o. jest tensorem polaryzowalności, a przenikał ilością dielektryczną próżni. Przy dużych natężeniach pola równanie zawodzi.

Polaryzacja molowa dielektryka

r

P

Ot H—

Ji'

3 k_B T J

P (£-2)    3 _v

gdzie A/jest masą cząsteczkową, p - gęstością, c - przcnikalnością dielektryczną, p - trwałym momenicin dipolowym cząsteczek dielektryka, N - liczbą Avogadra, k_B - stalą Boltzmanna. Jeśli między fazami będącymi w bezpośrednim kontakcie występuje różnica potencjałów clektiycznycli, to warunkiem równowagi faz jest równość potencjałów elektrochemicznych , pó każdego ze składników we wszystkich fazach

pr =Pf=•■•

gdzie cl, (3. y...numerują fazy.

⁼M'/ ⁺    •

gdzie p, jest potencjałem chemicznym (g, = fi/ + Rllna), z, - liczbą ładunkową jonu, F - stalą Faradaya, "> Ą - pof^ey^lcm elekliycznym danej fazy.

11 RT ^ai =—ln—

^a'^p zF a^a

gdzie a i (3 oznaczają fazy w równowadze, A<j>o.p - jest różnicą potencjałów na granicy faz. Równowaga Dormana. Obecność makrojonu w jednym z roztworów rozdzielonych błoną półprzepuszczalną, przez którą mogą przechodzić małe jony i woda, lecz nieprzepuszczalną dla makrojonu, powoduje powstanie różnicy potencjałów A<j), po obu stronach błony oraz asymetryczny rozkład stężeń małych jo-nów po obu stronach błony:

mol

Równanie Nernsta

_{u A}. RT, af nV_i A(j)_a -A(j)_p =— ln— + —— zF a“ z,F

gdzie 7i jest ciśnieniem osmotycznym, a V_nmt - objętością molową roztworu (w przybliżeniu -rozpuszczalnika).

Równanie to jest spełniane przez każdy rodzaj jonu i przepuszczanego przez błonę; drugi człon równania po prawej stronie, uwzględniający ciśnienie osmo-tyczne, można w pierwszym przybliżeniu pominąć.

11.1. Zadania

11.1.    Natężenie pola elektrostatycznego wytwarzanego przez dipol zmienia się z odległością: a) szybciej, b) wolniej, c) tak samo, jak natężenie pola wytwarzanego przez jon.

11.2.    Polaryzowalność gazu szlachetnego zależy od: a) temperatury, b) jego struktury elektronowej, c) natężenia pola elektrycznego użytego do pomiarów.

11.3.    Stopień orientacji trwałych momentów elektrycznych cząsteczek ^: w polu elektrycznym zależy od; a) natężenia pola, b) od waitości momentu •v dipolowego cząsteczek, c) od temperatury, d) od częstości pola.

11.4.    Jakie czynniki wpływają na wartość polaryzacji orientacji? j£ a) ciśnienie, b) temperatura, c) wartość trwałego momentu dipolowego danej . cząsteczki, d) polaryzowalność cząsteczki.

A 11.5. Polaryzowalność gazów szlachetnych rośnie w szeregu He - Xe, | ponieważ równocześnie rośnie: a) ich masa atomowa, b) liczba elektronów.

11.6. Polaryzowalność cząsteczki benzenu we wszystkich kierunkach ma i tę samą wartość; a) tak, b) nie.