Transportul ionilor in lichide

Transportul ionilor in lichide

In experimentul Transportul ionilor in lichide se analizeaza transportul ionilor in lichide. Conductivitatea se bazeaza pe migratia ionilor in campul electric. Anionii (incarcati negativ) migreaza catre polul pozitiv, in timp ce cationii (incarcati pozitiv) migreaza catre polul negativ. In acest experiment, se observa direct aceasta migratie folosind anionul permanganat colorat (MnO4-) si cationul colorat tetraamina de cupru (Cu(NH3)42+). Astfel, se poate determina directia migratiei si magnitudinea vitezei.

Obiectivele experimentului

• Observarea migratiei ionilor intr-un camp electric.
• Observarea separarii cationilor si anionilor in solutie.
• Recunoasterea faptului ca ionii migreaza catre electrozii cu polaritati opuse.

Principii

Ionii migreaza intr-un camp electric, iar in cazul ionilor colorati, migratia poate fi observata direct. Directia migratiei si viteza (in ordine de marime) pot fi usor determinate in acest mod. De exemplu, anionii de permanganat migreaza catre electrozii incarcati pozitiv si coloreaza solutia electrolitica in rosu/violet. Cationii de tetraamina de cupru migreaza catre electrozii incarcati negativ si coloreaza solutia electrolitica in albastru.

Viteza de migratie depinde de doua forte concurente. In primul rand, forta exercitata de campul electric asupra ionilor, care ii accelereaza. In al doilea rand, frecarea care incetineste particulele, datorata interactiunilor dintre ioni si solventul cu o anumita vascozitate. Aceasta forta este numita frecare Stokes in literatura.

Pe masura ce raza ionului creste, clasic, viteza de migratie scade.

Ambele specii sunt “complexuri”. Complexurile sunt de obicei compusi anorganici care au un atom de metal in centrul lor. In jurul acestui atom de metal sunt ioni moleculari, numiti liganzi. Astfel de complexuri sunt inca in solutie si sunt adesea stabile in faza gazoasa si isi pastreaza structura.

In pregatirea solutiei de tetraamina de cupru, are loc un schimb de liganzi. Initial, exista complexul de apa sulfat de cupru. Sulfatul si moleculele de apa nu sunt foarte puternic legate de cupru. In acest experiment, anionii si cationii vor fi separati folosind un camp electric. Aici, coloratia solutiei electrolitice va oferi o evaluare calitativa.