Глава 16. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ

100. Перенос в разбавленных растворах

Законы переноса в разбавленных растворах, изложенные в гл. 11, известны уже давно. В разд. 69 приведены четыре основных уравнения теории разбавленных растворов. Поток растворенных компонентов обусловлен миграцией в электрическом поле, диффузией и конвекцией:

Материальный баланс в малом элементе объема приводит к дифференциальному закону сохранения:

Часто реакции протекают лишь на поверхности электродов. Для таких электрохимических систем член соответствующий объемной реакции, обращается в нуль. С очень хорошей точностью раствор электрически нейтрален:

за исключением диффузной части двойного слоя, расположенной в непосредственной близости от границы раздела фаз. Плотность тока в растворе электролита обусловлена движением заряженных компонентов:

Эти законы создают основу для анализа электрохимических систем. Уравнение потока (100-1) определяет коэффициенты переноса — подвижность и коэффициент диффузии иона в разбавленном растворе. Теория разбавленных растворов успешно применялась ко многим электрохимическим системам. Мы будем считать физические характеристики растворов постоянными. Это позволяет простейшим путем выявить основные факторы, причем получаемые результаты находят весьма широкое применение.

Во многих электрохимических системах имеет место течение раствора электролита. Для жидкости с постоянными плотностью и вязкостью скорость течения должна определяться из уравнения Навье-Стокса

и уравнения непрерывности