Podvizhnost-ionov

1.

Подвижность
ионов
Введение в мир движения
Откройте фундаментальные принципы движения заряженных
частиц, которые лежат в основе электрохимии, биологии и
современных технологий.

2.

Что такое подвижность ионов?
Подвижность ионов — это характеристика скорости, с которой заряженные
частицы движутся через жидкую среду под действием электрического поля.
Это ключевой параметр в электрохимии, определяющий
электропроводность растворов и расплавов.
Определение
Символ
Отношение дрейфовой скорости
μ (мю), измеряется в см²/(В·с)
иона к приложенному
электрическому полю
Значение
Основа для понимания ионного переноса в растворах

3.

Факторы, влияющие на подвижность
Температура
Вязкость среды
Повышение температуры
Более вязкие растворы замедляют
увеличивает кинетическую энергию
ионы. Подвижность обратно
ионов и их подвижность. При росте
пропорциональна вязкости
на 1°C подвижность возрастает
жидкости (закон Стокса).
примерно на 2%.
Концентрация ионов
При низких концентрациях
подвижность выше. При увеличении
концентрации растет межионное
взаимодействие, снижая
подвижность.

4.

Теория Дебая-ХюккеляОнзагера
Эта фундаментальная теория описывает зависимость подвижности
ионов от концентрации электролита через математические модели
атмосферы окружающих ионов.
Основные компоненты
Уравнение Онзагера
Ионная атмосфера вокруг
Показывает линейное
каждого иона
уменьшение подвижности с
Электростатическое
корнем квадратным из
взаимодействие
концентрации при низких
Эффект торможения и
расслабления
концентрациях.

5.

Методы измерения:
кондуктометрия
Кондуктометрия — основной метод измерения подвижности ионов через
определение электропроводности раствора.
Измерение проводимости
Используется кондуктометр с известной ячейкой
Расчет подвижности
Применяется уравнение связи проводимости и подвижности
ионов
Получение результатов
Определяются молярная и эквивалентная подвижности

6.

Подвижность ионов в различных средах
Водные растворы
Расплавленные соли
Органические растворители
Высокая диэлектрическая
Ионы движутся быстрее благодаря
Низкая диэлектрическая
проницаемость воды обеспечивает
прямому контакту и высокой
проницаемость снижает ионизацию и
хорошую ионизацию и умеренную
температуре, подвижность
подвижность сравнительно с водой.
подвижность ионов.
существенно выше.

7.

Подвижность ионов в биологии и
медицине
Подвижность ионов критична для жизнедеятельности: от передачи нервных
импульсов до регуляции сердечного ритма.
Нервная система
Сердечная деятельность
Движение Na⁺ и K⁺ генерирует
Ионные токи контролируют
потенциалы действия
частоту и ритм сокращений
Медицинские приложения
Диагностика и лечение электролитных нарушений

8.

Применение в промышленности и технологиях
Ключевые применения
Гальванотехника: электролитическое покрытие и
рафинирование металлов
Аккумуляторы: оптимизация ионного переноса в электролитах
Водоподготовка: электродиализ и электрохимическая очистка
Датчики: ионо-селективные электроды

9.

Новые исследования и
перспективы
Твёрдые электролиты
Разработка материалов с исключительно высокой ионной
подвижностью для следующего поколения батарей
Ионные жидкости
Исследование органических солей с уникальными
свойствами переноса для зелёных технологий
Нанокомпозиты
Создание материалов с контролируемой подвижностью
ионов для датчиков и энергоустройств

10.

Заключение: ключевые
выводы
Фундамент
Практика
Подвижность ионов — основа
Применяется в энергетике,
электрохимии и ионного
биологии, медицине и
переноса
промышленности
Будущее
Новые материалы и технологии откроют инновационные
возможности
Изучение подвижности ионов продолжает вдохновлять научные открытия и
технологические прорывы во всём мире.